Die Paläoklimatologie ist ein Teilgebiet der Klimatologie und versucht anhand verschiedener Daten (Proxis) aus Klimaarchiven, die unterschiedlichen klimatischen Verhältnisse in der Vergangenheit zu klären (Klimageschichte), und daraus wiederum Rückschlüsse auf die klimatische Zukunft der Erde zu ziehen.

Die geschichtlichen Klimadaten reichen dabei bis in die geologische Vorzeit zurück. Zudem analysiert man anhand der Tier- und Pflanzenwelt die klimatischen Bedingungen der verschiedenen Erdzeitalter und Epochen. Grundlage hierzu bilden unter anderem Kohlelagerstätten, Wüstenbildungen und eiszeitliche Spuren.

Die bisher best-untersuchten Klima-Proxis stammen aus Baumringen (Dendrochronologie), Korallen und Muscheln (Sklerochronologie), (See-)Sedimenten (Warvenzählung) und Eiskernen. Die Verarbeitung dieser Proxies zu verwertbaren Klimadaten kann dabei durch simples Auszählen von Jahreslagen und deren Variation in ihrer Mächtigkeit bis hin zu Isotopen-Analysen im Massenspektrometer erfolgen.

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