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Les variables mesurées par les Observatoires de TEMPO sont des dates d'événements phénologiques d'espèces animales, fongiques et végétales.

Chaque date enregistrée possède un certain nombre de métadonnées associées dont a minima le nom de l'espèce et éventuellement la variété, la localisation de l'observation, le stade phénologique précis. Les données collectées ont donc la plupart du temps une fréquence annuelle, mais certaines années, les conditions météorologiques peuvent engendrer l'apparition du même événement deux fois dans l'année. 

En ce qui concerne les espèces végétales, les stades phénologiques enregistrés dans TEMPO suivent le référentiel BBCH  qui a été initialement décrit pour les espèces de grandes cultures, puis les espèces horticoles. L'un des objectifs de TEMPO a été de rajouter les espèces forestières et ornementales dans ce référentiel, ce qui a donné lieu à l'ouvrage Les plantes au rythme des saisons.

En ce qui concerne les espèces animales et fongiques, aucune échelle de référence n'existe pour décrire leur phénologie. La plupart des stades enregistrés dans TEMPO correspond à l'émergence des phases adultes chez les insectes, la reproduction (accouplement, apparition des descendants), la migration.