تدرج الحرارة الأرضية
تدرّج الحرارة الأرضية في الجيولوجيا هو معدل زيادة درجة الحرارة مع زيادة العمق نحو مركز الأرض، وهذا يتضمن انتقال الحرارة من داخل الأرض الساخن إلى سطح الأرض البارد. ويبلغ معدل زيادة درجة الحرارة بزيادة العمق في باطن الأرض بين 25 - 30 درجة مئوية لكل كيلومتر عمق وذلك بعيدا عن حدود الصفائح التكتونية. تلك هي طبيعة الأرض في معظم أنحاء العالم.
علم الأرصاد الجوية
في 1648، قام بليز باسكال بإعادة اكتشاف أن الضغط الجوي يتناقص بالارتفاع عن مستوى سطح الأرض، واستنتج ان هناك فراغا فوق الغلاف الجوي. في 1738، نشر دانيال بيرنولي كتابه عن حركة الموائع Hydrodynamics، حيث شرع في النظرية الحركية للغازات، ووضع القوانين الأساسية لنظرية الغازات. في 1761، اكتشف جوزيف بلاك أن الجليد يمتص الحرارة مع ثبات درجة حرارته-صفر مئوية- خلال الذوبان. في 1772، اكتشف دانيال روثرفورد أحد طلاب بلاك عنصر النتروجين، وأسماه الهواء المحروق phlogisticated، إلى جانب أنه وضع نظرية مادة اللاهوب. في 1777، اكتشف أنطوان لافوازييه الأوكسجين وفند نظرية مادة اللاهوب. في 1783، في مقاله تأملات حول مادة اللاهوب، استنكر نظرية مادة اللاهوب، واقترح نظرية السيال الحراري. في 1804، لاحظ السير جون ويسلي أن السطح الأسود يشع الحرارة بفعالية أكبر من السطح المصقول، مما يشير إلى أهمية إشعاع الجسم الأسود. في 1808، جون دالتون دافع عن نظرية السيال الحراري في نظام جديد للكيمياء، ووصف كيف ترتبط مع المواد، وخاصة الغازات، وافترض أن القدرة الحرارية للغازات تتفاوت عكسيا مع الوزن الذري. في 1824، قام سادي كارنو بتحليل كفاءة المحركات البخارية باستخدام نظرية السيال الحراري، وقد استحدث مفهوم العملية العكسية reversible process، وفرضية عدم وجود هذا الشيء في الطبيعة، وبذلك وضع الأساس للقانون الثاني للديناميكا الحرارية.