模型還集成了對太陽輻射和地球大氣、海洋、冰、火山和陸地生物圈的測量。它們是由有關人類排放的二氧化碳和影響氣候的污染物的數據和未來情景驅動的。

模型一致認為，由于人類活動，氣候正在發生變化，全球平均氣溫和海平面將繼續上升。他們還同意天氣模式會改變。他們的一些具體預測有所不同，主要是因為每個模型都包含不同的方法來模擬云等不確定因素。

在下面的視頻中，加州理工學院的 Tapio Schneider、Andrew Stuart 和 Anna Jaruga 討論了為什么提高精度是氣候模型的緊迫目標。

Schneider 和 Stuart 是氣候建模聯盟 ( CliMA ) 的聯合創始人。Schneider 是加州理工學院 Theodore Y. Wu 環境科學與工程教授。他還是噴氣推進實驗室 (JPL) 的研究科學家，加州理工學院代表 NASA 管理該實驗室。斯圖爾特是布倫計算和數學科學教授。Jaruga 是加州理工學院的一名專注于云的研究科學家。

天氣預報與氣候預測有何不同？

天氣預報的時間范圍約為 10 天，而氣候模型則用于預測 10 年甚至 100 年后會發生什么。氣候建模的物理學類似于天氣預報，但問題不同。天氣預報預測每天的高溫和低溫，可能會下多少雨或雪，以及特定地點和時間的風速。

氣候模型著眼于更大的圖景。他們問，對于地球和個別地區，平均條件將如何變化？預計未來一年會有多少降雨或降雪？高溫和低溫以及云的存在與我們現在習慣的有什么不同？海洋的漲潮會到達哪里？我們應該為什么樣的極端情況——颶風、季風、冬季風暴、洪水、干旱、野火——做好準備？

在過去的 50 年里，利用數據改進天氣預報的計算機模型是科學界的成功案例。現在，研究人員的目標是在預測未來氣候時取得同樣的成功。

研究人員如何測試氣候模型？

1970 年至 2000 年代初期開發的模型非常準確地預測了地球表面的溫度。除了檢查模型是否符合物理和化學定律外，研究人員如何確定今天的模型可以準確預測未來？

測試或驗證模型的一種方法是插入過去幾十年開始日期的數據，以查看它們的預測（或在這種情況下為后報）是否與歷史天氣數據相匹配。模型還相互比較，以幫助研究人員標記和研究任何重要的分歧或變化。

氣候模型如何適應溫室氣體排放的變化？

人類活動排放的溫室氣體會影響氣候。這些排放隨著政策、經濟和社會學因素的變化而變化。為了解釋這種可變性，科學家們運候模型，其輸入反映了不同的假設排放情景，涵蓋了世界經濟和能源系統的一系列可能軌跡。這些情景估計了人們將在地球上不同地區產生的溫室氣體排放和形成煙霧的空氣污染。這種方法有助于確定潛在的未來氣候條件范圍，并更好地為我們的決策和準備工作提供信息。

加州理工學院對氣候模型有何貢獻？

幾十年來，加州理工學院的科學家們已經描述了行星的大氣，并建立了我們對云、空氣污染和空氣塵埃的物理和化學的理解。隨著加州理工學院羅納德和馬克辛林德全球環境科學中心的建立，這一努力得到了加強。加州理工學院的地球科學家和化學家與在 JPL 開發地球觀測任務的研究人員合作。這些任務的數據提高了人類對地球系統的理解。

今天，由加州理工學院、麻省理工學院、海軍研究生院和噴氣推進實驗室的科學家、工程師和數學家組成的CliMA正在開發一種新的氣候模型。這種下一代氣候模型將現有模型的各個方面與衛星和其他儀器收集的大量地球數據相結合。

“我來這里是因為加州理工學院是與人合作的好地方。我可以與加州理工學院的人一起工作，也可以與在 JPL 從事衛星觀測工作的專家一起工作。對于研究云的人來說，能夠接觸到人是非常重要的來自不同的科學領域，從測量方面、理論方面和計算科學方面。加州理工學院是的地方。”

——加州理工學院研究科學家 Anna Jaruga