В связи с актуальной проблемой изменчивости климата Земли важной становится задача изучения и слежения за изменениями низкочастотных колебаний термодинамических процессов в геосферах, являющихся составляющими климатической системы (а также внешних низкочастотных воздействий). Сложность обусловлена тем, что между низкочастотными процессами и высокочастотными короткопериодными погодообразующими процессами существуют нелинейные связи и в данных метеонаблюдений низкочастотные колебания отражаются в быстроосциллирующих короткопериодных, но достаточно энергоемких процессах. Долгопериодные процессы обладают большой энергоемкостью, но медленнотекущие реализуют свои энергопереходы за длительные времена и часто маскируются быстрыми энергопереходами высокочастотных процессов. В работе представлены результаты изучения эволюции климатической системы на основе анализа глобальных циклов углового момента, зональной скорости, крупномасштабных атмосферных осцилляций, Эль-Ниньо и других долговременных процессов. Используются методы локализованного спектрального анализа, основанного на математическом аппарате вейвлет-преобразования, предоставляющем частотно-временную развертку одномерной реализации и позволяющем сохранять хорошее разрешение на разных (высоких и низких) частотах.