للكشف عن مناخ الماضي، استخدم الباحثون في شؤون المناخ عدة طرق من أهمها:

1ـ  الآثار الجيولوجية  Geological Trace

لان الأرض عبر تاريخها الجيولوجي قد مرت بتبدلات مناخية ، فان هذه التبدلات تركت لنا أثاراً استطعنا من خلالها الاستدلال على هذه التبدلات المناخية. فالمعروف أن لكل مناخ أثاره المختلفة بسبب اختلاف العناصر المناخية المهيمنة أو الفاعلة في ذلك المناخ. فمثلاً يترك لنا المناخ الصحراوي الكثبان الرملية وقلة أو انعدام النبات. بينما المناخ المتجمد يترك لنا أثار الزحف الجليدي وما يخلفه من طريقة خاصة بالتعرية والإرساب أما المناخات المعتدلة الرطبة فلها أثارها كذلك، حيث تتميز بسيادة الغابات وظهور التربة السميكة بالإضافة إلى النشاط النهري الواضح. أما المناخ الاستوائي فهو الأخر يترك أثاراً مميزة مثل بقايا الأشجار الاستوائية الضخمة، ونوع التربة المميز. إن سيادة مناخ معين لفترة طويلة في منطقة معينة سيترك أثاراً في تلك المنطقة، هذه الآثار سوف تختلط بالضرورة مع أثار المناخ الجديد الذي ساد في المنطقة. ففي قارة أوربا، وهي القارة التي درست أكثر من غيرها، ظهرت لنا أثار عصور جليدية وصل فيها الجليد إلى منتصف القارة. وفي أمريكا الشمالية، تجاوز الجليد الحدود الكندية الحالية ووصل في بعض الأحيان إلى جنوب الولايات الشمالية في الولايات المتحدة الأمريكية الحالية الدراسات الجيولوجية في هذا المجال ما زالت حديثة وتحتاج إلى جهود متواصلة لتغطية الموضوع بشكل كامل. نحن نعرف الآن من خلال الدراسات الجيولوجية أن الأرض مرت بعدة عصور جليدية، بل توصل العلماء إلى أن الأرض تتعرض إلى عصر جليدي أمده 100 ألف سنة، يليه عصر دفي، أمده 10 آلاف سنة. كما نعرف المديات التي امتد إليها الجليد، ولكننا لا نعرف الكثير من تفاصيل مناخ المناطق المعتدلة. نحن نعرف الآن على سبيل المثال إن العصور الجليدية يصاحبها تقلص في نطاق المناخ الصحراوي، مما يجعل النطاق الصحراوي الحالي يتقلص كثيراً في حالة سيادة العصر الجليدي. كما نعرف أن العصر الدفيء، يصاحبه توسعاً في النطاق الصحراوي. هذه المعطيات تحتاج إلى استمرار البحث فيها للوصول إلى تصور أفضل عن مناخ الماضي. إن هذه الطريقة تكشف التبدل المناخي الطويل الأمد، أي التبدل عبر آلاف السنين.

2 ـ طلع النباتات Plant Pauline

لجميع النباتات حبوب طلع تنتج سنوياً. إذا ما تجمعت حبوب الطلع هذه في بحيرة أو قاع بحر فإنها ستكون على شكل طبقات تعبر عن فترة زمنية طويلة. كمية ونوعية حبوب الطلع المتجمعة في قاع البحيرة تعبر عن نوع وكثافة النبات السائد في تلك الفترة. والحقيقة يعتبر هذا الأسلوب هو الأفضل في الكشف عن مناخ الماضي، حيث أن النبات معبر جيد عن نوع المناخ. فكل ما نحتاجه هو معرفة المناخ المطلوب لنمو نوع معين من النبات، وهذا أصبح متيسراً الآن. ورغم إن دراسات من هذا النوع ما زالت في بداياتها، إلا أنها حققت نجاحاً جيداً شجع الباحثين على الاستمرار في هذا المضمار. حيث يمكن لهذا الأسلوب أن يكشف لنا عن مناخ حقبة زمنية طويلة تتعدى آلاف السنين.

3- عينات من ثلوج المناطق القطبية  Polar Ice Samples

اخذ عينة من ثلوج المناطق القطبية تساعد على معرفه المناخ. فلو أخذنا عينة طولية من ثلوج المناطق القطبية، فان الطبقات الثلجية التي تتكدس في المنطقة سنة بعد أخرى تحصر معها أنواع من الغازات ومن خلال تحليل هذه العينات يمكن استنتاج مناخ تلك الحقبة من خلال معرفة نسبة الأوكسجين 16 إلى نسبة الأوكسجين 18 أو من خلال مقارنة نسبة الهيدروجين والهيدروجين الثقيل، أو من خلال اختلاف نسبة ثاني اوكسيد الكاربون .

4 ــ حلقات الأشجار Trees Rings

أسلوب أخر للكشف عن مناخ الماضي، يتمثل في دراسة حلقات الأشجار. فالمعروف إن حلقات الأشجار تتكون بشكل منتظم إذا كان المناخ ملائماً لنموها، وإذا تذبذب المناخ فان حلقات الأشجار يصيبها التشوه. لذلك فان دراسة حلقات الأشجار المعمرة يعطي فكرة جيدة عن مناخ حقبة تزيد عن المائة سنة. أي إن هذا الأسلوب يستخدم في الكشف عن التذبذب المناخي أكثر من استخدامه في الكشف عن التبدل المناخي.

5 ـ مواعيد الفيضان والزراعة والحصاد   Flood and Harvest Times

سجل الصينيون منذ القديم مواعيد الفيضانات ونوعية مواسم الزراعة والحصاد وكذلك مواعيد انجماد البحيرات مما يعني أنها معلومات مناخية مهمة يمكن الاعتماد عليها لمعرفة مناخ الماضي. ولكن مشكلة هذه المعلومات أنها تعود فقط للاف الثاني قبل الميلاد.

6 ـ التراث الفني والفكري Arts and Thought Heritages

إن دراسة التراث الفني والفكري للإنسان يمكن أن يعطي فكرة جيدة عن مناخ الماضي. فالحضارة البشرية عمرها أكثر من خمسة آلاف سنة، وبذلك فإنها تغطي فترة زمنية جيدة خلال هذه الفترة ترك لنا أسلافنا العديد من الأمور التي يمكن استخدامها. فقد ترك لنا الصينيون تسجيلات دقيقة عن فترات الفيضان في الصين، وقد بدأت هذه التسجيلات منذ آلاف الثاني قبل الميلاد. كما ترك لنا إنسان الكهوف بعض الرسومات المعبرة مثل رسومات الحيوانات والنباتات السائدة. وفي عصر النهضة الأوربية، خط بعض الفنانين الانطباعيين لوحات لمناطق معروفة اختلف شكلها كثيراً عن الشكل السائد حالياً.

هذه الأساليب بالإضافة إلى أساليب أخرى أقل أهمية، بالإضافة إلى التسجيلات المناخية ذات العمر القصير نسبياً، حيث لا يتجاوز عمر التسجيلات 300 سنة، كل هذه الأدوات يمكن استخدامها لبناء تصور جيد عن مناخ الماضي. ورغم إن هذه الدراسات ما زالت حديثة، إلا أن بعض الباحثين تمكن من أن يبني ولو بشكل بسيط تصورا عن مناخ الماضي. هذا التصور يبدأ بعموميات للفترات الموغلة في القدم، وتزداد تفاصيله كلما اقتربنا من العصر الحالي. إن بناء تصور شامل عن مناخ الماضي ليس بالشيء السهل ولكنة كذلك ليس مستحيلا.