Ein Klimamodell ist ein Computer-Modell zur Berechnung und Vorhersage des Klimas für eine bestimmten Zeitabschnitt. Das Modell basiert in der Regel auf einem Meteorologiemodell, wie es auch zur Wettervorhersage verwendet wird. Dieses Modell wird aber für die Klimavorhersage erweitert u alle Erhaltungsgrößen korrekt abzubilden. In der Regel wird dabei ein Ozeanmodel, Ein Schnee- und Eismodell für die Cryosphöre und ein Vegetationsmodell für die Biosphäre angekoppelt. Mathematisch entsteht dadurch ein gekoppeltes System von nichtlinearen partiellen und gewöhnlichen Differentialgleichungen, sowie einige algebraische Gleichungen, die simultan numerisch integriert werden. Dies zeigt, warum zur Klimamodellierung gigantische Rechenleistung notwendig ist. Es werden globale Klimamodelle (sogenannte GCMs, global circulation models) und regionale Klimamodelle unterschieden. Der Hauptunterschied liegt zum einen darin, dass ein globales Klimamodell die gesammte Troposphäre beinhaltet, während ein regionales Modell in der Regel die gleiche Modellphysik abbildet, dies allerdings nur auf einen bestimmten geographischen Ausschnitt der Erde anwendet.
Globale Klimamodelle - GCM (global circulation model)
Regionale Klimamodelle
Klimamodellierung in Deutschland
In Deutschland beschäftigt sich hauptsächlich das Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg mit der Klimamodellierung. Dort wurden die globalen Klimamodelle ECHAM-4 und ECHAM-5 entwickelt und auf großen parallelen Vektorrechnern betrieben. Die regionale Klimamodellierung wird hauptsächlich in den großen Forschungsinstituten mit verschiedenen regionalen Modellen durchgeführt. Zu diesen Forschungszentren gehört das Forschungszentrum Karlsruhe, das PIK in Potsdam und einige Universitäten.