Өнгөрсөн зууны 70-аад оны үеэс уур амьсгалын өөрчлөлтийн асуудал хурцаар тавигдаж онолын уур амьсгал буюу уур амьсгалын системийн математик загварчлал гарч ирснээр уур амьсгалын тодорхойлолт улам нарийсч тодорхой хязгаарлагдмал хугацааны дотор уур амьсгалын системийн төлөв байдлын статистик ансамбль гэж тодорхойлох болов. Уур амьсгал бүрэлдэхэд нөлөөлж байгаа агаар мандал, усан мандал, газар бүрхэвч, криосфер, биосферийг нийтэд нь уур амьсгалын систем гэж нэрлэх бөгөөд эдгээр хооронд энерги, массын солилцоо буюу харилцан үйлчлэл явагдсаны үр дүнд манай гарагийн уур амьсгал бүрэлдэн тогтдог. Уур амьсгалын хэлбэлзэл, өөрчлөлтийг илрүүлэх асуудал нилээд төвөгтэй, ямар хугацааны масштабт авч үзэж байгаагаас хамаардаг. Гарсан хувиралт өөрчлөлт нь тухайн хэмжигдхүүний байгалийн жамаар хэлбэлзэх хязгаарт байна уу эсвэл статистик үнэмшилтэй ихээхэн гажилт уу гэдгийг илэрхийлэх шаардлагатай болдог.