Ein Klimamodell ist ein Werkzeug, mit dem Wissenschaftler das Klima der Erde untersuchen. Diese Modelle können klein sein und verwendet werden, um das Klima eines kleinen Gebiets zu untersuchen, aber häufiger sind es große, globale Klimamodelle, die die Wechselbeziehungen des Erdklimas über alle Ozeane und Landmassen hinweg untersuchen. Um eines dieser Modelle zu erstellen, verlassen sich Wissenschaftler auf Supercomputer, die verschiedene komplexe Gleichungen für jeden gegebenen Punkt in einem dreidimensionalen Atmosphärengitter lösen. Die Komplexität dieser Modelle hat sich in den letzten Jahren stark verbessert und Wissenschaftler sind oft in der Lage, die globalen Auswirkungen lokaler Ereignisse wie Vulkanausbrüche oder ausgetretene Schadstoffe genau vorherzusagen.
Als äußerst komplexes und ausgeklügeltes Werkzeug ist ein Klimamodell in der Lage, das Verhalten einer Reihe verschiedener Arten von Systemen gleichzeitig zu synthetisieren. Die Bewegung der Luft, die Meeresströmungen, die auf Landmassen erzeugten Wettermuster, die Energie der Sonne und das Verhalten lebender Organismen erzeugen Daten, die in ein Klimamodell eingespeist werden können. Da Wissenschaftler ein besseres Verständnis der Naturkräfte und ihrer Interaktion entwickeln, können sie besser vorhersagen, wie eine Veränderung in einem System andere Systeme auf dem Planeten verändern könnte.
Um ein Klimamodell zu erstellen, verwenden Wissenschaftler Supercomputer, die in der Lage sind, extrem komplexe Gleichungen zu lösen. Die gesammelten Daten über die in der Natur beobachteten Prozesse können in diese Gleichungen eingespeist werden, und der Computer kann dann für jeden Punkt auf einem dreidimensionalen Gittersystem Informationen liefern. Diese Informationen können beispielsweise Temperatur, Luft- oder Wasserqualität sowie Windgeschwindigkeit und -richtung umfassen.
Häufig wird ein Klimamodell verwendet, um aktuelle Wettermuster und -bedingungen zu modellieren. Diese Modelle können den Verlauf eines Sturmsystems zeigen oder wie die Wolke eines Vulkans Asche in einem weiten Gebiet ablagert. Sie können auch verwendet werden, um vorherzusagen, wie sich das Klima aufgrund von Unwettern oder sich ändernden Wettersystemen kurzfristig ändert. Klimavorhersagemodelle sind nicht perfekt, aber sie bieten Wissenschaftlern einige Informationen, die oft Leben retten und Sachschäden verhindern können.
Auch Klimawandelmodelle können mit dieser Technologie erstellt werden. Diese Modelle können zeigen, wie sich das Klima der gesamten Erde über einen langen Zeitraum verändert. Diese Modelle werden oft verwendet, um frühere Epochen zu modellieren, in denen das Klima auf der Erde stark anders war als heute und zukünftige Epochen, um vorherzusagen, welche Auswirkungen die globale Erwärmung auf die verschiedenen Systeme der Erde haben könnte.