Базу данных историко-климатологических исследований можно разделить на две широкие категории: прямые и косвенные.
- Прямые данные могут рассматриваться как описательные документальные данные, например, описательные описания погодных условий или ранние инструментальные измерения.
- Косвенные или документальные отражают влияние погоды на элементы гидросферы, криосферы или биосферы (например, наводнения, замерзание водных путей или начало/конец сбора урожая зерна или вина).
Согласно их происхождению, косвенные данные могут быть как антропогенными, так и основанными на естественных косвенных данных. Документальные данные являются единственным видом палеоклиматических данных, основанных на прямых наблюдениях за различными метеорологическими параметрами (температура, осадки, снежный покров, распределение морского льда, облачность, ветер, уровень озера и т.д.) в виде описательных описаний и/или ранних инструментальных измерений.
По этой причине они могут использоваться как для проверки экстремальных значений в естественных прокси-серверах, таких как кольца деревьев.
Самое главное, что они являются единственным доказательством, которое непосредственно связано с социально-экономическими последствиями редких, но значительных стихийных бедствий, таких как сильные штормы, сильные наводнения и продолжительные засухи в период, предшествовавший организации инструментальных сетевых наблюдений.
По этой причине реконструкция на основе документальных данных играет важную роль в расширении дискуссии по вопросу о теплицах. Кроме того, кроме дат сбора винограда, за последние 25 лет было обнаружено большое количество других документальных косвенных данных. Прямые или косвенные ссылки на физические и биологические показатели окружающей среды более или менее систематически включаются в описательные источники, поскольку многие наблюдатели хорошо знали, что их записи содержат субъективную предвзятость.
По сравнению с описательными документальными данными, которые ограничиваются деятельностью наблюдателя, некоторые виды документальных косвенных данных, в той мере, в какой они получены в административном порядке (например, даты сбора винограда), доступны в течение нескольких столетий. Ранние приборные записи, сделанные до начала систематических метеорологических наблюдений, в большинстве случаев охватывают лишь короткие периоды времени или носят спорадический характер.
Отсутствие подробных сведений о приборах и их местонахождении затрудняет связь с современным учетным периодом и требует тщательной гомогенизации. Основанием для этого послужило изобретение Галилео Галилеем, его учениками и последователями в Италии метеорологических приборов. Было признано, что ценность инструментальных наблюдений будет значительно выше, если измерения будут проводиться одновременно в разных местах.
Первая международная метеорологическая сеть, получившая название Rete Medicea, начала свою деятельность в 1653-1654 годах с десяти европейских станций. Он был основан великим герцогом Тосканским и основателем Академии экспериментов во Флоренции в 1657г. Фердинандом II и его братом принцем Леопольдом де Медичи. Сеть прекратила свое существование после того, как в 1667 году была распущена Академия Сименто. Иоганн Канольд, врач из Бреслава (Вроцлав, Польша), организовал первую сеть корреспондентов в Центральной Европе и с 1717 по 1726 год публиковал ежеквартальные инструментальные измерения и прогнозы погоды в Sammlung von Natur- und Medicin, wie auch hehehehrigen Kunst- und Literatur-Geschichten.
Она была продолжена в 1727-1730 гг. Андреасом Элиасом Бехнером, профессором медицины в Эрфурте (Германия). Еще одна попытка организовать международную метеорологическую сеть была предпринята в 1723 году секретарем Лондонского королевского общества Джеймсом Джуриным. Эта сеть существовала с 1724 по 1735 год, и наблюдения были опубликованы в Философских трудах.
В 1780 году курфюрст Карл Теодор создал самую важную на раннем этапе международную сеть в виде Societas Meteorologica Palatina. На момент своего наибольшего расширения сеть этого общества включала 39 станций в диапазоне от Гренландии до Рима и от Ла-Рошеля (Франция) до Москвы. Все станции использовали стандартизированные приборы и проводили свои наблюдения в соответствии с правилами, изданными обществом, с ежегодной публикацией их результатов в течение 1780-1792 годов.
Некоторые из самых ранних измерений систематически анализировались. Одним из пионеров инструментальных наблюдений был Луи Морен, парижский врач. Его наблюдения, включая три ежедневных измерения температуры и давления, были проведены в 1665-1713 годах.
На основе наблюдений Николауса Крукия, картографа и гидротехника, серия Делфт/Рейнсбург (Нидерланды) месячных температур 1706-1734 гг. была вновь открыта и опубликована ван Энгеленом и Гуртами в 1985 г. Другая их компиляция показывает пример базовых метаданных ранних инструментальных измерений. Кингтон в 1988 г. собрал список многих других инструментальных записей, сделанных в Европе в 1780-х годах.
Метеорологическая деятельность многих врачей была связана с нео-гиппократической гипотезой о взаимосвязи климата и здоровья человека. Она возникла в Гиппократосе Хиоса (родился около 460 года назад, вероятнее всего, в 377 году до н.э.), греческом враче и философе, который считал заболевание нарушением баланса между организмом и окружающей средой, включая погоду и климат.
Идеи Гиппократа появились в наши дни в работах английского врача Томаса Сиденхема, который считал, что атмосферные условия играют важную роль в заболеваниях. Действие климата на человека, по мнению врачей XVIII века, было связано с воздействием воздуха, которым человек вдыхает. Затем усилия по количественной оценке влияния метеорологических условий побудили врачей провести метеорологические наблюдения.
Было проанализировано лишь несколько наборов исторических данных за более чем 50-летний период, хотя наблюдения за растениями, проводимые добровольцами и любителями, продолжаются уже несколько столетий.