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La atmósfera influye fundamentalmente en el clima; si no existiese, la temperatura en la Tierra sería de –20 °C, pero la atmósfera se comporta de manera diferente según la longitud de onda de la radiación. El Sol, por su alta temperatura,emite radiación a un máximo de 0,48 micrómetros (ley de Wien) y la atmósfera deja pasar la radiación.

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Las corrientes oceánicas, o marinas, son factores reguladores del clima que actúan como moderador, suavizando las temperaturas de regiones como Europa y las costas occidentales de Canadá y Alaska. La climatología ha establecido nítidamente los límites térmicos de los distintos tipos climáticos que se han mantenido a través de todo ese tiempo.

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Deriva continental y clima son procesos relacionados ya que la posición de los continentes es un factor determinante en la conformación del clima mundial. La Tierra ha sufrido muchos cambios desde su origen hace 4600 millones de años. Hace 225 millones de años todos los continentes estaban unidos, formando lo que se conoce como Pangea y había un océano universal llamado Panthalassa. La tectónica de placas ha separado los continentes y los ha puesto en la situación actual. El Océano Atlántico se ha ido formando desde hace 200 millones de años.

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La definición más general de cambio climático es un cambio en las propiedades estadísticas (principalmente su promedio y dispersión) del sistema climático considerado durante periodos largos de tiempo, independiente de la causa.​ Por consiguiente, las fluctuaciones durante periodos más cortos que unas cuantas décadas, como por ejemplo El Niño, no representan un cambio climático.

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Un cambio climático se define​ como la variación en el estado del sistema climático terrestre, formado por la atmósfera, la hidrosfera, la criosfera, la litosfera y la biosfera, que perdura durante periodos de tiempo suficientemente largos (décadas o más tiempo​) hasta alcanzar un nuevo equilibrio. Puede afectar tanto a los valores medios meteorológicos como a su variabilidad y extremos.