Im allgemeinen Sprachgebrauch werden die Begriffe Klima, Witterung und Wetter häufig synonym verwendet. In der Fachwissenschaft beschreiben sie jedoch unterschiedliche Sachverhalte. Im Folgenden findet eine kurze Abgrenzung der drei Begriffe statt, wobei sich die weiteren Ausführungen nur auf den Begriff und den Sachverhalt Wetter beziehen, da dies den Schwerpunkt der Unterrichtsreihe darstellt.

Klima wird in der Fachwissenschaft als Zustand der Atmosphäre an einem Ort bezeichnet, der über einen längeren Zeitraum (30-40 Jahre) durch Mittelwerte und Summen ausgewählter physikalischer Größen beschrieben werden kann (Krüger 1994).

Witterung dagegen bezeichnet die typische Abfolge der atmosphärischen Zustände in einem Gebiet über einige Tage oder eine Jahreszeit  (Leser 2003).

Wetter ist der aktuelle Zustand der unteren Atmosphäre an einem geographischen Ort zu einem Augenblick oder während einer kürzeren Zeitspanne (höchstens 24 Stunden) (Kaiser 2004). Die wetterwirksamen Prozesse finden in der Troposphäre, der untersten Atmosphärenschicht, die sich in Deutschland bis ca. 12 km über der Erde befindet, statt (Meyers Lexikonredaktion 1992). Die weiteren Atmosphärenschichten Stratosphäre (ab ca.12 km bis ca. 40km), Mesosphäre (ab ca. 40 km bis 80 km), Thermosphäre (ab ca. 80 km bis 700 km) und Exosphäre (oberhalb von 700 km) sind keine beeinflussenden Faktoren auf das Wetter und werden hier nicht berücksichtigt.

Wetter entsteht durch die allgemeine Zirkulation von Luftmassen in der Atmosphäre mit ihren zonal wechselnden, jeweils vorherrschenden Windsystemen (Leser 2003). Zusätzlich wird das Wetter durch das Zusammenspiel verschiedener messbarer Zustände wie Temperatur, Luftdruck, Wolken, Wind und Niederschlag geprägt. Diese Zustände sind auch als Wetterelemente zu bezeichnen und werden im Folgenden kurz definiert, da sie im Fokus der Unterrichtsreihe stehen.

Temperatur ist die Bezeichnung für einen Wärmezustand eines Körpers und wird mit einem Thermometer gemessen. In Europa wird die Temperaturmessung in Celsius angegeben. Die Temperatur ist abhängig von dem Stand der Sonne, der sich im Verlauf der Jahreszeiten, aber auch im Tagesverlauf verändert und somit für die Temperaturunterschiede verantwortlich ist (klima-erde.de).

Luftdruck entsteht durch das Eigengewicht der Luft in der Atmosphäre. Auf Meereshöhe ist der Luftdruck am höchsten und nimmt mit zunehmender Höhe ab. Um den Luftdruck zu bestimmen, verwendet man ein Barometer, welches den Luftdruck in Millibar misst. Es werden im Allgemeinen zwei Arten von Druckgebieten unterschieden: Zum einen Tief-Zyklone, bei dem der Druck in der Mitte am geringsten ist und nach außen steigt, zum anderen Hoch-Antizyklone, bei dem der Luftdruck in der Mitte am höchsten ist und nach außen hin abnimmt (Leser 2003)^. Verantwortlich für die Druckunterschiede ist die unregelmäßige Sonneneinstrahlung. Luftmassen werden unterschiedlich stark erwärmt. Naturgemäß wird versucht, den unterschiedlichen Druck wieder auszugleichen, in dem die Luftteilchen aus einem Hochdruckgebiet in das Tiefdruckgebiet wandern. Dies geschieht solange, bis der Luftdruck wieder ausgeglichen ist. Hierdurch entstehen Luftteilchenbewegungen, die eine Luftdruckgefälle auslösen und somit Wind entsteht (klimainfo.net). Es werden zwei Windarten unterschieden: örtliche Winde (Seewind, Landwind, usw.) und starke Strömungen (Wirbelstürme). Windstärken werden mit einem Anemometer gemessen und in Meter pro Sekunde angegeben. Neben der Entstehung von Winden in der Atmosphäre, bildet sich dort auch der Niederschlag. 

Niederschlag ist die Gesamtbezeichnung für das aus der Atmosphäre auf die Erdoberfläche gelangende Wasser. Der flüssige Niederschlag fällt als Regen (Tropfengröße von 0,5 mm bis 7 mm) bzw. schlägt sich als Tau (kondensierter Wasserdampf bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 100%) oder Nebel (Tropfengröße 0,002 mm) nieder. Der feste Niederschlag gelangt dagegen in Form von Schnee (Temperatur in der Atmosphäre unter dem Gefrierpunkt), Graupel (Eisgebilde 2-5 mm) oder Reif auf die Erde (Leser 2003).

Wolken geben durch ihr ständiges Entstehen und Zerfallen Hinweise auf den Schichtungszustand der Atmosphäre. Wolken bilden sich, wenn sich erwärmte, weniger dichte Luft beim Aufsteigen abkühlt. Sobald sie unter ihren Taupunkt abkühlt, kondensiert der Wasserdampf, gemischt mit Staubteilchen aus der Luft, zu Wassertropfen. Diese führen in ihrer Gesamtheit zu einer Trübung der Luft, die wir als Wolken wahrnehmen. Es gibt unterschiedliche Wolkengattungen (Meyers Lexikonredaktion 1992):

• Zirrus = Federwolken, aus einzelnen Büscheln bestehende, weiße, seidig glänzende Eiswolke
• Stratus = graue, gleichförmige Wolkenschicht, aus der nur kleintröpfiger Niederschlag fällt
• Cumulus = dichte, scharf abgrenzende Haufenwolke mit nahezu horizontaler Untergrenze

Zudem gibt es Mischungen: Zirrocumulus, Zirrostratus und Stratuscumulus

• Nimbostratus = gleichmäßig strukturlose graue bis dunkelgraue Wolkenschicht, aus der Niederschlag fällt
• Cumulonimbus = mächtig aufgetürmte Haufenwolke, die sich am höchsten Teil ambossartig ausbreitet und häufig von Gewittern begleitet werden
• Altocumulus = höhere, größere Schäfchenwolken
• Altstratus = graue oder bläuliche, gleichmäßige Wolkenschicht