水分主要通过海水蒸发进入大气，并由气流输进大陆后，以降水的形式到达陆地表层，形成多种多样性和五光十色的水气现象 。降水与温度是地球上产生各种气候带与气候区的原因，当前人们所说的气候变化主要指的就是长时期里温度与降水的变化 。降水的强度与持续的时间对生产生活有决定性影响，也是风调雨顺或旱涝灾害的主要原因 。
天气气候与水分循环在正常情况下，有利于生产的发展 。但是，在几千年的历史里累次出现人们难以适应的异常现象，这就是灾害 。涝灾就是降水量超过农业生产承受能力的上限，旱灾则是低于需水量的下限，热害是温度高于生产承受能力的上限，冷害则是农作物难以忍受的下限 。因此，几千年的历史既是人们开发利用天气气候与水资源的历史，也是人们同旱涝与冷热灾害的斗争史 。夏禹治水与羿射九日等传说故事就是人们对古代灾害的回忆与想象的文学表现 。
美好地球上的天气气候与水都是宇宙中极其珍贵的资源，从某种意义上说，灾害从反面反映了这种资源的价值，告诉人们如何去认识和珍惜自然给予人类的这种恩赐 。
更值得人们担心的是，自从工业迅速发展以来，天气气候与水文现象的人为因素逐渐强化 。工业使用化石能与机器，有力地推动生产能力加速提高 。从此人类不再完全听命自然，而开始有了自己的主动权 。然而，生产的发展不可能不影响自然界，这个影响首先原于化石能（煤、石油、天然气）加速消耗所产生的严重后果 。
化石能源供不应求发出了了自然资源危机信号，而化石能源燃烧排放大量二氧化碳等温室气体是全球性的大气污染的灾害性的结果，把全球变暖变成科学的热门课题，都反映自然界的物质与能量平衡因人类滥用资源而受到了严重的影响 。
能量收支失调在现代最突出地表现在大气中温室气体浓度上升所引起的全球增温；而自然界的物质平衡受到影响，主要表现为资源匮乏，环境污染物的增加与现代水荒问题，这两者都具有恶性发展趋势，可能引发全球性灾变，因而得到社会各界与科学界的高度重视 。
全球增温实际上是人为提高大气的能量水平 。应当认为，人们利用化石能极为粗放，低效多耗，导致能源匮乏，而燃烧过程中放出的二氧化碳等温室气体数量很大，并却未经处理地排入大气 。自然植被通过光合作用大量吸取二氧化碳是大气中二氧化碳的主要支出之一，而人类又大量破坏植被，大气中二氧化碳的收入猛增而支出剧减，所以温室气体的浓度与温室效应有增无减，是全球增温的气候变化的原因 。
应当认为，事实是最强有力的证明 。近百年来，世界平均温度上升了0.6℃ 。如果这个升温值果真是几千年来未曾有过的大值，那么设想（虽然不能最后断言）当前的增温有可能不是自然因素所为，而是人为原因造成的 。然而，这里也有一个重要问题，科学家至今还拿不出几千年来每百年的平均温度数据，那么这个结论也带来了问号 。我国气候学的奠基人竺可桢先生的《中国近五千年的气候变迁的初步研究》著名论文根据公元533~544年出版的著名农书《齐民要术》中的物候与现代（1906~1961年）物候比较，认为当时年平均温度比现代约低1℃，他考证一百多年后，即唐代650-847年的史料，认为那时温度高于现代，也就是说，100多年间温度上升1度多，已经大于近百年0.6℃的升温记录 。应当指出，在同一时期里全球也是增温的，所以竺可桢的估计有全球代表性 。虽然竺可桢的研究并不精确，但却是唯一的有数值意义的估计，它不低于现代0.6℃的增温值 。