Modelo de circulación general

Un modelo de circulación general ( GCM ) es un tipo de modelo climático . Emplea un modelo matemático de la circulación general de una atmósfera planetaria o un océano. Utiliza las ecuaciones de Navier-Stokes en una esfera giratoria con términos termodinámicos para varias fuentes de energía ( radiación , calor latente ). Estas ecuaciones son la base de los programas informáticos que se utilizan para simular la atmósfera o los océanos de la Tierra. Los GCM atmosféricos y oceánicos (AGCM y OGCM ) son componentes clave junto con el hielo marino y los componentes de la superficie terrestre .

Los modelos climáticos son sistemas de ecuaciones diferenciales basados ​​en las leyes básicas de la física , el movimiento de fluidos y la química . Para "ejecutar" un modelo, los científicos dividen el planeta en una cuadrícula tridimensional, aplican las ecuaciones básicas y evalúan los resultados. Los modelos atmosféricos calculan los vientos , la transferencia de calor , la radiación , la humedad relativa y la hidrología superficial dentro de cada cuadrícula y evalúan las interacciones con los puntos vecinos. [1]
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Esta visualización muestra las primeras representaciones de prueba de un modelo computacional global de la atmósfera de la Tierra basado en datos del Modelo del Sistema de Observación de la Tierra Goddard de la NASA, Versión 5 (GEOS-5).

Los GCM y los modelos climáticos globales se utilizan para pronosticar el clima , comprender el clima y pronosticar el cambio climático .

Las versiones diseñadas para aplicaciones climáticas a escala de tiempo de década a siglo fueron creadas originalmente por Syukuro Manabe y Kirk Bryan en el Laboratorio de Dinámica de Fluidos Geofísicos (GFDL) en Princeton, Nueva Jersey . [1] Estos modelos se basan en la integración de una variedad de ecuaciones dinámicas de fluidos, químicas y, a veces, biológicas.

El acrónimo GCM originalmente significaba Modelo de Circulación General . Recientemente, entró en uso un segundo significado, llamado Modelo Climático Global . Si bien estos no se refieren a lo mismo, los modelos de circulación general suelen ser las herramientas que se usan para modelar el clima y, por lo tanto, los dos términos a veces se usan indistintamente. Sin embargo, el término "modelo climático global" es ambiguo y puede referirse a un marco integrado que incorpora múltiples componentes, incluido un modelo de circulación general, o puede referirse a la clase general de modelos climáticos que utilizan una variedad de medios para representar el clima matemáticamente.

En 1956, Norman Phillips desarrolló un modelo matemático que podía representar de manera realista patrones mensuales y estacionales en la troposfera . Se convirtió en el primer modelo climático exitoso . [2] [3] Tras el trabajo de Phillips, varios grupos comenzaron a trabajar para crear GCM. [4] El primero en combinar los procesos oceánicos y atmosféricos se desarrolló a fines de la década de 1960 en el Laboratorio de Dinámica de Fluidos Geofísicos de la NOAA . [1] A principios de la década de 1980, el Centro Nacional de Investigaciones Atmosféricas de los Estados Unidos había desarrollado el Modelo Atmosférico Comunitario; este modelo se ha perfeccionado continuamente. [5] En 1996, comenzaron los esfuerzos para modelar tipos de suelo y vegetación. [6] Más tarde, el Centro Hadley 's HadCM3 modelo acoplado océano-atmósfera elementos. [4] El papel de las ondas de gravedad se añadió a mediados de la década de 1980. Se requieren ondas de gravedad para simular con precisión las circulaciones a escala regional y global. [7]

Los GCM atmosféricos (AGCM) y oceánicos (OGCM) se pueden acoplar para formar un modelo de circulación general acoplado atmósfera-océano (CGCM o AOGCM). Con la adición de submodelos como un modelo de hielo marino o un modelo de evapotranspiración sobre tierra, los AOGCM se convierten en la base de un modelo climático completo. [8]

Los GCM tridimensionales (más propiamente tetradimensionales) aplican ecuaciones discretas para el movimiento de fluidos y las integran hacia adelante en el tiempo. Contienen parametrizaciones para procesos como la convección que ocurren en escalas demasiado pequeñas para ser resueltas directamente.

Un modelo de circulación general simple (SGCM) consiste en un núcleo dinámico que relaciona propiedades como la temperatura con otras como la presión y la velocidad. Algunos ejemplos son los programas que resuelven las ecuaciones primitivas , dado el aporte de energía y la disipación de energía en forma de fricción dependiente de la escala , de modo que las ondas atmosféricas con los números de onda más altos sean las más atenuadas. Estos modelos pueden usarse para estudiar procesos atmosféricos, pero no son adecuados para proyecciones climáticas.

Los GCM atmosféricos (AGCM) modelan la atmósfera (y normalmente también contienen un modelo de la superficie terrestre) utilizando temperaturas de la superficie del mar impuestas (SST). [9] Pueden incluir química atmosférica.

Los AGCM consisten en un núcleo dinámico que integra las ecuaciones del movimiento de fluidos, generalmente para:

  • presión superficial
  • componentes horizontales de la velocidad en capas
  • temperatura y vapor de agua en capas
  • radiación, dividida en solar / onda corta y terrestre / infrarroja / onda larga
  • parámetros para:
    • convección
    • procesos de superficie terrestre
    • albedo
    • hidrología
    • Cubierto de nubes

Un GCM contiene ecuaciones de pronóstico que son una función del tiempo (típicamente vientos, temperatura, humedad y presión superficial) junto con ecuaciones de diagnóstico que se evalúan a partir de ellas para un período de tiempo específico. Como ejemplo, la presión a cualquier altura se puede diagnosticar aplicando la ecuación hidrostática a la presión superficial pronosticada y los valores predichos de temperatura entre la superficie y la altura de interés. La presión se utiliza para calcular la fuerza del gradiente de presión en la ecuación dependiente del tiempo para los vientos.

Los OGCM modelan el océano (con los flujos de la atmósfera impuestos) y pueden contener un modelo de hielo marino . Por ejemplo, la resolución estándar de HadOM3 es de 1,25 grados en latitud y longitud, con 20 niveles verticales, lo que da lugar a aproximadamente 1.500.000 variables.

Los AOGCM (por ejemplo , HadCM3 , GFDL CM2.X ) combinan los dos submodelos. Eliminan la necesidad de especificar flujos a través de la interfaz de la superficie del océano. Estos modelos son la base para las predicciones de modelos del clima futuro, como las que analiza el IPCC . Los AOGCM internalizan tantos procesos como sea posible. Se han utilizado para proporcionar predicciones a escala regional. Si bien los modelos más simples generalmente son susceptibles de análisis y sus resultados son más fáciles de entender, los AOGCM pueden ser casi tan difíciles de analizar como el clima mismo.

Red

Las ecuaciones de fluidos para los AGCM se hacen discretas utilizando el método de diferencias finitas o el método espectral . Para diferencias finitas, se impone una cuadrícula en la atmósfera. La cuadrícula más simple utiliza un espaciado de cuadrícula angular constante (es decir, una cuadrícula de latitud / longitud). Sin embargo, las cuadrículas no rectangulares (p. Ej., Icosaédricas) y las cuadrículas de resolución variable [10] se utilizan con mayor frecuencia. [11] El modelo LMDz se puede organizar para ofrecer una alta resolución en cualquier sección del planeta. HadGEM1 (y otros modelos oceánicos) utilizan una cuadrícula oceánica con mayor resolución en los trópicos para ayudar a resolver los procesos que se consideran importantes para la Oscilación del Sur de El Niño (ENSO). Los modelos espectrales generalmente usan una cuadrícula gaussiana , debido a las matemáticas de la transformación entre el espacio espectral y de puntos de cuadrícula. Las resoluciones típicas de AGCM están entre 1 y 5 grados de latitud o longitud: HadCM3, por ejemplo, usa 3,75 de longitud y 2,5 grados de latitud, lo que da una cuadrícula de 96 por 73 puntos (96 x 72 para algunas variables); y tiene 19 niveles verticales. Esto da como resultado aproximadamente 500.000 variables "básicas", ya que cada punto de la cuadrícula tiene cuatro variables ( u , v , T , Q ), aunque un conteo completo daría más (nubes; niveles de suelo). HadGEM1 usa una cuadrícula de 1.875 grados de longitud y 1.25 de latitud en la atmósfera; HiGEM, una variante de alta resolución, utiliza 1,25 x 0,83 grados respectivamente. [12] Estas resoluciones son más bajas que las que se utilizan normalmente para la predicción meteorológica. [13] Las resoluciones oceánicas tienden a ser más altas, por ejemplo, HadCM3 tiene 6 puntos de cuadrícula oceánica por punto de cuadrícula atmosférico en la horizontal.

Para un modelo estándar de diferencias finitas, las líneas de cuadrícula uniformes convergen hacia los polos. Esto conduciría a inestabilidades computacionales (ver condición CFL ) y, por lo tanto, las variables del modelo deben filtrarse a lo largo de líneas de latitud cercanas a los polos. Los modelos oceánicos también sufren este problema, a menos que se utilice una cuadrícula rotada en la que el Polo Norte se traslade a una masa terrestre cercana. Los modelos espectrales no sufren este problema. Algunos experimentos utilizan cuadrículas geodésicas [14] y cuadrículas icosaédricas, que (siendo más uniformes) no tienen problemas de polos. Otro enfoque para resolver el problema del espaciado de la cuadrícula es deformar un cubo cartesiano de manera que cubra la superficie de una esfera. [15]

Almacenamiento en búfer de flujo

Algunas versiones tempranas de AOGCM requerían un proceso ad hoc de " corrección de flujo " para lograr un clima estable. Esto resultó de modelos oceánicos y atmosféricos preparados por separado, cada uno de los cuales utilizó un flujo implícito del otro componente diferente al que ese componente podría producir. Tal modelo no coincidió con las observaciones. Sin embargo, si los flujos fueran "corregidos", los factores que llevaron a estos flujos poco realistas podrían no ser reconocidos, lo que podría afectar la sensibilidad del modelo. Como resultado, la gran mayoría de los modelos utilizados en la ronda actual de informes del IPCC no los utilizan. Las mejoras del modelo que ahora hacen innecesarias las correcciones de flujo incluyen una física oceánica mejorada, una resolución mejorada tanto en la atmósfera como en el océano, y un acoplamiento más consistente físicamente entre los submodelos de la atmósfera y el océano. Los modelos mejorados ahora mantienen simulaciones estables de varios siglos del clima superficial que se consideran de calidad suficiente para permitir su uso en proyecciones climáticas. [dieciséis]

Convección

La convección húmeda libera calor latente y es importante para el balance energético de la Tierra. La convección ocurre en una escala demasiado pequeña para ser resuelta por modelos climáticos y, por lo tanto, debe manejarse a través de parámetros. Esto se ha hecho desde la década de 1950. Akio Arakawa hizo gran parte del trabajo inicial, y todavía se usan variantes de su esquema, [17] aunque ahora se usan una variedad de esquemas diferentes. [18] [19] [20] Las nubes también se manejan típicamente con un parámetro, por una falta de escala similar. La comprensión limitada de las nubes ha limitado el éxito de esta estrategia, pero no debido a alguna deficiencia inherente del método. [21]

Software

La mayoría de los modelos incluyen software para diagnosticar una amplia gama de variables para compararlas con observaciones o estudiar procesos atmosféricos . Un ejemplo es la temperatura de 2 metros, que es la altura estándar para las observaciones de la temperatura del aire cerca de la superficie. Esta temperatura no se predice directamente a partir del modelo, sino que se deduce de las temperaturas de la superficie y de la capa más baja del modelo. Se utiliza otro software para crear gráficos y animaciones.

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Temperatura media anual proyectada del aire en la superficie de 1970-2100, basada en el escenario de emisiones SRES A1B, utilizando el modelo climático NOAA GFDL CM2.1 (crédito: Laboratorio de dinámica de fluidos geofísicos de la NOAA ). [22]

Los AOGCM acoplados utilizan simulaciones climáticas transitorias para proyectar / predecir cambios climáticos en varios escenarios. Estos pueden ser escenarios idealizados (más comúnmente, las emisiones de CO 2 aumentan a 1% / año) o basados ​​en la historia reciente (generalmente el escenario "IS92a" o más recientemente el escenario SRES ). Qué escenarios son más realistas sigue siendo incierto.

El 2001 Tercer Informe de Evaluación del IPCC F igura 9.3 muestra la respuesta media global de 19 diferentes modelos acoplados a un experimento idealizado en el que las emisiones aumentaron en un 1% por año. [23] La Figura 9.5 muestra la respuesta de un número menor de modelos a las tendencias más recientes. Para los 7 modelos climáticos que se muestran allí, el cambio de temperatura a 2100 varía de 2 a 4.5 ° C con una mediana de aproximadamente 3 ° C.

Los escenarios futuros no incluyen eventos desconocidos, por ejemplo, erupciones volcánicas o cambios en el forzamiento solar. Se cree que estos efectos son pequeños en comparación con el forzamiento de los gases de efecto invernadero (GEI) a largo plazo, pero las grandes erupciones volcánicas, por ejemplo, pueden ejercer un efecto de enfriamiento temporal sustancial.

Las emisiones humanas de GEI son un insumo del modelo, aunque es posible incluir un submodelo económico / tecnológico para proporcionarlos también. Los niveles atmosféricos de GEI generalmente se proporcionan como entrada, aunque es posible incluir un modelo del ciclo del carbono que refleje la vegetación y los procesos oceánicos para calcular dichos niveles.

Escenarios de emisiones

In the 21st century, changes in global mean temperature are projected to vary across the world
Cambio proyectado en la temperatura media anual del aire en la superficie desde finales del siglo XX hasta mediados del siglo XXI, según el escenario de emisiones SRES A1B (crédito: Laboratorio de dinámica de fluidos geofísicos de la NOAA ). [22]

Para los seis escenarios de marcadores SRES, el IPCC (2007: 7-8) dio una "mejor estimación" del aumento de la temperatura media mundial (2090-2099 en relación con el período 1980-1999) de 1.8 ° C a 4.0 ° C. [24] Durante el mismo período de tiempo, el rango "probable" (más del 66% de probabilidad, según el juicio de expertos) para estos escenarios fue un aumento de la temperatura media global de 1,1 a 6,4 ° C. [24]

En 2008, un estudio realizó proyecciones climáticas utilizando varios escenarios de emisiones. [25] En un escenario en el que las emisiones globales comienzan a disminuir en 2010 y luego disminuyen a una tasa sostenida del 3% anual, se predijo que el probable aumento de la temperatura promedio mundial sería 1,7 ° C por encima de los niveles preindustriales para 2050, aumentando a alrededor de 2 ° C para 2100. En una proyección diseñada para simular un futuro en el que no se hacen esfuerzos para reducir las emisiones globales, se predijo que el aumento probable de la temperatura media mundial sería de 5,5 ° C para 2100. Un aumento de hasta 7 ° C se pensó posible, aunque menos probable.

Otro escenario sin reducción resultó en un calentamiento medio sobre la tierra (2090–99 en relación con el período 1980–99) de 5,1 ° C. En el mismo escenario de emisiones pero con un modelo diferente, el calentamiento medio previsto fue de 4,1 ° C. [26]

Precisión del modelo

Errores de SST en HadCM3
Precipitación de América del Norte de varios modelos
Predicciones de temperatura de algunos modelos climáticos asumiendo el escenario de emisiones SRES A2

Los AOGCM internalizan tantos procesos como se entienden suficientemente. Sin embargo, todavía están en desarrollo y persisten importantes incertidumbres. Se pueden acoplar a modelos de otros procesos en los modelos del sistema terrestre , como el ciclo del carbono , para modelar mejor la retroalimentación. Las simulaciones más recientes muestran un acuerdo "plausible" con las anomalías de temperatura medidas durante los últimos 150 años, cuando son impulsadas por cambios observados en los gases de efecto invernadero y aerosoles. El acuerdo mejora al incluir forzamientos tanto naturales como antropogénicos. [27] [28] [29]

No obstante, los modelos imperfectos pueden producir resultados útiles. Los GCM son capaces de reproducir las características generales de la temperatura global observada durante el siglo pasado. [27]

Un debate sobre cómo reconciliar las predicciones de los modelos climáticos de que el calentamiento del aire superior (troposférico) debería ser mayor que el calentamiento superficial observado, algunos de los cuales parecían mostrar lo contrario, [30] se resolvió a favor de los modelos, luego de las revisiones de los datos.

Los efectos de las nubes son un área importante de incertidumbre en los modelos climáticos. Las nubes tienen efectos contrapuestos sobre el clima. Enfrían la superficie reflejando la luz solar en el espacio; lo calientan aumentando la cantidad de radiación infrarroja transmitida desde la atmósfera a la superficie. [31] En el informe del IPCC de 2001, los posibles cambios en la cobertura de nubes se destacaron como una gran incertidumbre en la predicción del clima. [32] [33]

Los investigadores del clima de todo el mundo utilizan modelos climáticos para comprender el sistema climático. Se han publicado miles de artículos sobre estudios basados ​​en modelos. Parte de esta investigación es mejorar los modelos.

En 2000, una comparación entre mediciones y docenas de simulaciones de GCM de precipitación tropical impulsada por ENSO , vapor de agua, temperatura y radiación de onda larga saliente encontró similitudes entre las mediciones y la simulación de la mayoría de los factores. Sin embargo, el cambio simulado en la precipitación fue aproximadamente un cuarto menos de lo observado. Los errores en la precipitación simulada implican errores en otros procesos, como errores en la tasa de evaporación que proporciona humedad para crear precipitación. La otra posibilidad es que las mediciones basadas en satélites sean erróneas. Cualquiera indica que se requiere progreso para monitorear y predecir tales cambios. [34]

La magnitud precisa de los cambios climáticos futuros aún es incierta; [35] para fines del siglo XXI (2071 a 2100), para el escenario A2 del SRES , el cambio del cambio promedio global del SAT de los AOGCM en comparación con 1961 a 1990 es +3.0 ° C (5.4 ° F) y el rango es + 1,3 a +4,5 ° C (+2,3 a 8,1 ° F).

El Quinto Informe de Evaluación del IPCC afirmó "una confianza muy alta en que los modelos reproducen las características generales del aumento anual de la temperatura superficial media a escala mundial durante el período histórico". Sin embargo, el informe también observó que la tasa de calentamiento durante el período 1998-2012 fue más baja que la predicha por 111 de los 114 modelos climáticos del Proyecto de Intercomparación de Modelos Acoplados . [36]

Los modelos climáticos globales utilizados para las proyecciones climáticas son similares en estructura (y a menudo comparten código de computadora) con los modelos numéricos para la predicción del clima , pero no obstante son lógicamente distintos.

La mayor parte de la predicción meteorológica se realiza sobre la base de la interpretación de los resultados del modelo numérico. Dado que los pronósticos suelen ser de unos pocos días o una semana y las temperaturas de la superficie del mar cambian con relativa lentitud, estos modelos no suelen contener un modelo oceánico, sino que dependen de las TSM impuestas. También requieren condiciones iniciales precisas para comenzar el pronóstico; por lo general, se toman del resultado de un pronóstico anterior, combinado con observaciones. Las predicciones meteorológicas se requieren en resoluciones temporales más altas que las proyecciones climáticas, a menudo cada hora en comparación con los promedios mensuales o anuales del clima. Sin embargo, debido a que los pronósticos meteorológicos solo cubren alrededor de 10 días, los modelos también se pueden ejecutar con resoluciones verticales y horizontales más altas que el modo climático. Actualmente, el ECMWF funciona a una resolución de 9 km (5,6 mi) [37] en contraposición a la escala de 100 a 200 km (62 a 124 mi) utilizada por los modelos climáticos típicos. A menudo, los modelos locales se ejecutan utilizando los resultados del modelo global para las condiciones de contorno, para lograr una resolución local más alta: por ejemplo, Met Office ejecuta un modelo de mesoescala con una resolución de 11 km (6,8 millas) [38] que cubre el Reino Unido y varias agencias en el Estados Unidos emplea modelos como los modelos NGM y NAM. Como la mayoría de los modelos de predicción meteorológica numérica global como el GFS , los modelos climáticos globales son a menudo modelos espectrales [39] en lugar de modelos de cuadrícula. Los modelos espectrales se utilizan a menudo para modelos globales porque algunos cálculos en el modelado se pueden realizar más rápido, reduciendo así los tiempos de ejecución.

Los modelos climáticos utilizan métodos cuantitativos para simular las interacciones de la atmósfera , los océanos, la superficie terrestre y el hielo .

Todos los modelos climáticos tienen en cuenta la energía entrante como radiación electromagnética de onda corta , principalmente infrarroja visible y de onda corta (cercana) , así como la energía saliente como radiación electromagnética infrarroja de onda larga (lejana) procedente de la tierra. Cualquier desequilibrio da como resultado un cambio de temperatura .

Los modelos más comentados de los últimos años relacionan la temperatura con las emisiones de gases de efecto invernadero . Estos modelos proyectan una tendencia al alza en el récord de temperatura de la superficie , así como un aumento más rápido de la temperatura en altitudes más altas. [40]

Tres (o más correctamente, cuatro ya que también se considera el tiempo) GCM dimensionales discretizan las ecuaciones para el movimiento de fluidos y la transferencia de energía e integran estas a lo largo del tiempo. También contienen parametrizaciones para procesos como la convección que ocurren en escalas demasiado pequeñas para ser resueltas directamente.

Los GCM atmosféricos (AGCM) modelan la atmósfera e imponen las temperaturas de la superficie del mar como condiciones de frontera. Los GCM acoplados atmósfera-océano (AOGCM, por ejemplo, HadCM3 , EdGCM , GFDL CM2.X , ARPEGE-Climat [41] ) combinan los dos modelos.

Los modelos varían en complejidad:

  • Un modelo simple de transferencia de calor radiante trata la tierra como un solo punto y promedia la energía saliente
  • Esto se puede expandir verticalmente (modelos radiativos-convectivos) u horizontalmente
  • Finalmente, los modelos climáticos globales atmósfera-océano- hielo marino (acoplados) discretizan y resuelven las ecuaciones completas para la transferencia de masa y energía y el intercambio radiante.
  • Los modelos de caja tratan los flujos a través y dentro de las cuencas oceánicas.

Se pueden interrelacionar otros submodelos, como el uso de la tierra , lo que permite a los investigadores predecir la interacción entre el clima y los ecosistemas.

Modelos de sistemas terrestres de complejidad intermedia (EMIC)

El modelo Climber-3 utiliza un modelo dinámico estadístico de 2,5 dimensiones con una resolución de 7,5 ° × 22,5 ° y un intervalo de tiempo de 1/2 día. Un submodelo oceánico es MOM-3 ( Modular Ocean Model ) con una cuadrícula de 3.75 ° × 3.75 ° y 24 niveles verticales. [42]

Modelos radiativos-convectivos (RCM)

Se utilizaron modelos unidimensionales radiativos-convectivos para verificar los supuestos climáticos básicos en los años ochenta y noventa. [43]

Modelos del sistema terrestre

Los GCM pueden formar parte de los modelos del sistema terrestre , por ejemplo, mediante el acoplamiento de modelos de capas de hielo para la dinámica de las capas de hielo de Groenlandia y la Antártida , y uno o más modelos de transporte químico (CTM) para especies importantes para el clima. Por lo tanto, un modelo de transporte de la química del carbono puede permitir que un GCM prediga mejor los cambios antropogénicos en las concentraciones de dióxido de carbono . Además, este enfoque permite tener en cuenta la retroalimentación entre sistemas: por ejemplo, los modelos químico-climáticos permiten estudiar los efectos del cambio climático en el agujero de ozono . [44]

  • Proyecto de intercomparación de modelos atmosféricos (AMIP)
  • Medición de radiación atmosférica (ARM) (en EE. UU.)
  • Simulador de tierra
  • Modelo ambiental global multiescala
  • Modelo de capa de hielo
  • Modelo de circulación general intermedia
  • NCAR
  • Variable pronóstica

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  • IPCC AR5, Evaluación de modelos climáticos
  • "Modelado climático de alta resolución" . - con medios que incluyen videos, animaciones, podcasts y transcripciones sobre modelos climáticos
  • "Sistema de modelado flexible (FMS)" . Laboratorio de Dinámica de Fluidos Geofísicos . - Sistema de modelado flexible de GFDL que contiene código para los modelos climáticos
  • Programa de diagnóstico e intercomparación de modelos climáticos (PCMDI / CMIP)
  • Sistema Nacional de Archivo y Distribución del Modelo Operativo (NOMADS)
  • Centro Hadley para la Predicción e Investigación del Clima  - información del modelo
  • Modelo de Sistema Climático Comunitario NCAR / UCAR (CESM)
  • Predicción climática, modelado comunitario
  • NASA / GISS, modelo GCM de investigación primaria
  • EDGCM / NASA: Modelización educativa del clima global
  • NOAA / GFDL
  • MAOAM: Observación y modelado de la atmósfera marciana / MPI & MIPT