تفاوت‌های رویکردی بنیادی میان علوم محیطی نظیر ،هواشناسی زمین‌شناسی و اقیانوس‌شناسی با علوم آزمایش پذیر همچون ،فیزیک شیمی زیست‌شناسی و ... وجود دارد. درحالی‌که فیزیکدان تجربی می‌کوشد تا پدیده‌ای خاص را تحت شرایط کنترل‌شده در آزمایشگاه از سایر پدیده‌ها جدا کند؛ آنگاه به مطالعه و بررسی آن بپردازد؛ دانشمندان علوم جوی و اقیانوسی نه توانایی کنترل پدیده‌های موردمطالعه خود رادارند و نه از امکان بررسی آن‌ها به‌صورت جدا از سایر پدیده‌ها برخوردار هستند به‌علاوه، علوم هواشناسی و اقیانوس‌شناسی برخلاف علوم آزمایشگاهی به‌جای اثبات قوانین خاص حاکم بر پدیده‌ها به دریافت مجموعه‌ای از داده‌ها تجزیه‌وتحلیل آن‌ها می‌پردازد. و فضا و علاوه بر مشکلات خطای ابزار و عدم دقت ذاتی درروش رصدی مثلاً) اندازه‌گیری باد با ردیابی بالن داده‌های موجود برای مطالعه یک پدیده جوی یا اقیانوس‌شناسی خاص اغلب در زمان بسیار پراکنده است. برای مثال اکثر ایستگاه‌های رادیوسوند ورامین (باد راداری) بر روی زمین مستقر هستند و حتی در آن زمان نیز اغلب پانصد کیلومتر یا بیشتر از هم فاصله‌دارند و فقط چند بار در روز صداهای دما و یا باد انجام می‌دهند برخی فقط یک‌بار برای نشان دادن این نکته شبکه منظم ایستگاه رصد هوای بالایی در هر دو نیمکره در شکل 1-1 نشان داده‌شده است. حتی مهم‌تر از آن برخی از مشاهدات ممکن است معرف مقیاس پدیده مورد تجزیه‌وتحلیل نباشد به‌عنوان‌مثال اگر رادیوسوند خیلی نزدیک به طوفان رعدوبرق یا درواقع در مسیر صعودی رعدوبرق رها شود نمی‌توان انتظار داشت که اطلاعاتی ارائه دهد که نماینده توده هوایی است که رعدوبرق در آن جاسازی‌شده است. درحالی‌که فن‌های تحلیل عینی برای به تفسیر داده‌ها . در دسترس هستند تحلیل‌های هواشناسی همچنان به درجات مختلفی کمک به تجربه و دانش نظری تحلیلگر بستگی دارد. در مطالعه هواشناسی می‌توانیم دو رویکرد افراطی را شناسایی :کنیم رویکرد توصیفی که اولین هدف آن ارائه تفسیر کیفی از بخش بزرگی از داده‌ها است با توجه کمتر به سازگاری دینامیکی دقیق و رویکرد نظری که عمدتاً به خودسازگاری برخی فرآیندهای فیزیکی (تضمین‌شده با استفاده از معادلات مناسب و کمتر بلافاصله با نمایش دقیق و دقیق مشاهدات مربوط می‌شود. به‌طورمعمول پیشرفت در درک از ترکیبی از این رویکردها حاصلمی.شود. مطالعه توصیفی با داده‌های تفصیلی شروع می‌شود و به سمت ثبات دینامیکی پیش می‌رود درحالی‌که نظریه همیشه به‌صورت پویا سازگار است و به سمت توضیح بیشتر داده‌ها پیش می‌رود. به‌این‌ترتیب، این دو رویکرد مکمل یکدیگر هستند داده‌های کم‌وبیش کیفی را می‌توان برای شناسایی که تئوری باید مدل‌سازی کند و مدل‌های نظری راه‌های مناسب‌تری را برای فرآیندهای مهمی تجزیه‌وتحلیل و تفسیر داده‌ها پیشنهاد می‌کنند ازآنجایی‌که ،اقیانوس مانند ،جو یک سیال چینه‌ای دوار ،است حرکات جوی و اقیانوسی ویژگی‌های مشترک زیادی دارند و اگرچه این درس عمدتاً در مورد دینامیک اتمسفر است، هرازگاهی در مورد حرکات اقیانوسی نیز بحث خواهیم کرد.
