ಭವಿಷ್ಯದ ಹವಾಮಾನ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಪ್ರಕ್ಷೇಪಿಸಲು ದ್ರವ ಚಲನಶಾಸ್ತ್ರ, ಉಷ್ಣಬಲ ವಿಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ವಿಕಿರಣಾತ್ಮಕ ವರ್ಗಾವಣೆಗಳು ಸೇರಿದಂತೆ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ನಿಯಮಗಳ ಮೇಲೆ ಆಧಾರಿತವಾದ ಗಣಿತ ಮಾದರಿಗಳೇ ಪ್ರಮುಖ ಸಾಧನಗಳು. ಅವು ಆದಷ್ಟು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಳ್ಳಲು ಪ್ರಯತ್ನಿಸಿದರೂ ಹವಾಮಾನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಬಗೆಗಿರುವ ಅರಿವಿನ ಮಿತಿ ಮತ್ತು ಲಭ್ಯವಿರುವ ಗಣಕ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳಂತಹಾ ಇತಿಮಿತಿಗಳಿಂದಾಗಿ ವಾಸ್ತವಿಕ ಹವಾಮಾನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಸರಳೀಕರಣ ಅನಿವಾರ್ಯ. ಎಲ್ಲಾ ಆಧುನಿಕ ಹವಾಮಾನ ಮಾದರಿಗಳು ವಾಸ್ತವವಾಗಿ ಭೂಮಿಯ ವಿವಿಧ ಭಾಗಗಳ ಮಾದರಿಗಳ "ಸಂಯೋಜನೆ" ಗಳಷ್ಟೇ. ವಾಯು ಚಲನೆ, ತಾಪಮಾನ, ಮೋಡಗಳು, ಮತ್ತು ಇನ್ನಿತರ ಹವಾಮಾನದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಹವಾಮಾನದ ಮಾದರಿ ತಾಪಮಾನ, ಲವಣಾಂಶ, ಮತ್ತು ಸಾಗರ ಜಲದ ಆವರ್ತನಗಳನ್ನು ಮುನ್ಸೂಚಿಸುವ ಸಾಗರ ಮಾದರಿ; ಭೂಭಾಗ ಮತ್ತು ಸಮುದ್ರಗಳ ಮೇಲಿನ ಹಿಮದ ಹೊದಿಕೆಗಳ ಬಗೆಗಿನ ಮಾದರಿಗಳು; ಮಣ್ಣು ಮತ್ತು ಸಸ್ಯವರ್ಗಗಳಿಂದ ವಾತಾವರಣಕ್ಕೆ ಶಾಖ ಮತ್ತು ಆರ್ದ್ರತೆಗಳ ವರ್ಗಾವಣೆಗಳು ಇದರಲ್ಲಿ ಸೇರಿರುತ್ತವೆ. ರಾಸಾಯನಿಕ ಹಾಗೂ ಜೈವಿಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಗಳ ವರ್ತನೆಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಮಾದರಿಗಳೂ ಇವುಗಳಲ್ಲಿವೆ. ಹಸಿರುಮನೆ ಅನಿಲಗಳ ಹೆಚ್ಚುವಿಕೆಯಿಂದ ತಾಪಮಾನ ಹೆಚ್ಚಳ ಎಂಬುದು ಈ ಮಾದರಿಗಳ ಊಹೆಯಾಗದೇ; ಬದಲಿಗೆ, ಹಸಿರುಮನೆ ಅನಿಲಗಳೊಂದಿಗೆ ವಿಕಿರಣಾತ್ಮಕ ವರ್ಗಾವಣೆ ಹಾಗೂ ಮಾದರಿಗಳ ಇನ್ನಿತರ ಭೌತಿಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯ ಫಲಿತಾಂಶವಾಗಿದೆ. ಮಾದರಿಗಳಲ್ಲಿನ ಭಿನ್ನತೆಗಳು ಬಹ್ವಂಶ ಹಸಿರುಮನೆ ಅನಿಲಗಳ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಪ್ರದಾನವಾಗಿ ಬಳಸುವುದರಿಂದಾದರೂ ನಿಗದಿತ ಹಸಿರುಮನೆ ಅನಿಲ ಸಂಗ್ರಹಣೆಯ ತಾಪಮಾನ ಪರಿಣಾಮಗಳು (ಹವಾಮಾನ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆ) ಬಳಸಿದ ಮಾದರಿಯ ಮೇಲೆ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಪ್ರಸಕ್ತ-ಪೀಳಿಗೆಯ ಮಾದರಿಗಳ ಅನಿಶ್ಚಿತತೆಯ ಪ್ರಮುಖ ಮೂಲವೆಂದರೆ ಮೋಡಗಳ ಪ್ರಾತಿನಿಧ್ಯ.

ಭವಿಷ್ಯದ ಹವಾಮಾನ ಬಗೆಗಿನ ಜಾಗತಿಕ ಹವಾಮಾನ ಮಾದರಿಗಳ ಪ್ರಕ್ಷೇಪಗಳು ಬಹಳಷ್ಟು ಮಟ್ಟಿಗೆ IPCC ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯ ಸಂದರ್ಭಗಳ ಬಗ್ಗೆ ವಿಶೇಷ ವರದಿ(SRES)ಯಲ್ಲಿ ನೀಡಲಾದ ಹಸಿರುಮನೆ ಅನಿಲ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯ ಅಂದಾಜು ವಿವರವನ್ನೇ ಬಳಸಿವೆ. ಮಾನವ-ಕೃತ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಗಳೊಂದಿಗೆ, ಕೆಲ ಮಾದರಿಗಳು ಇಂಗಾಲ ಆವರ್ತನಗಳ ಅನುಕರಣವನ್ನು ಸಹಾ ಹೊಂದಿವೆ; ಈ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ಅನಿಶ್ಚಿತವಾದರೂ ಇದು ಸಾಧಾರಣವಾಗಿ ಧನಾತ್ಮಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಕೆಲ ಪರಿವೀಕ್ಷಣಾ ಅಧ್ಯಯನಗಳು ಧನಾತ್ಮಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ತೋರುತ್ತವೆ. ಭವಿಷ್ಯದ ಹಸಿರುಮನೆ ಅನಿಲಗಳ ಸಂಗ್ರಹ ಮತ್ತು ಹವಾಮಾನದ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆಯ ಬಗ್ಗೆ ಅನಿಶ್ಚಿತತೆಯಿದ್ದರೂ 1980–1999ರ ಅವಧಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದಂತೆ 21ನೇ ಶತಮಾನದ ಕೊನೆಯ ಹೊತ್ತಿಗೆ ರಷ್ಟು ತಾಪಮಾನ ಹೆಚ್ಚಳವನ್ನು IPCC ನಿರೀಕ್ಷಿಸುತ್ತಿದೆ.

ಅನೇಕ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಮತ್ತು ಮಾನವ-ಕೃತ ಕಾರಣಗಳಿಂದಾದ ಬದಲಾವಣೆಯ ಬಗ್ಗೆ ಮಾದರಿಗಳು ನೀಡುವ ಪ್ರಕ್ಷೇಪದೊಂದಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿ ಇತ್ತೀಚಿನ ಹವಾಮಾನ ಬದಲಾವಣೆಯ ಕಾರಣಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ಸಹಾ ಈ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತಿದೆ. ಸರಿ ಸುಮಾರು 1910ರಿಂದ 1945ರವರೆಗಿನ ಅವಧಿಯಲ್ಲಿನ ತಾಪಮಾನ ಹೆಚ್ಚಳಕ್ಕೆ ನೈಸರ್ಗಿಕ ವೈಪರೀತ್ಯ ಅಥವಾ ಮಾನವ ಪ್ರಭಾವಗಳು ಕಾರಣವೆಂಬುದನ್ನು ನಿಶ್ಚಯವಾಗಿ ಸೂಚಿಸದಿದ್ದರೂ, 1970ರ ನಂತರದ ತಾಪಮಾನ ಹೆಚ್ಚಳಕ್ಕೆ ಮಾನವ-ಕೃತ ಹಸಿರುಮನೆ ಅನಿಲ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ಯೇ ಪ್ರಮುಖ ಕಾರಣವೆಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತವೆ.

ಮಾದರಿಗಳ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ವಾಸ್ತವಿಕೆಯನ್ನು ಪ್ರಸ್ತುತ ಅಥವಾ ಹಿಂದಿನ ಹವಾಮಾನಗಳನ್ನು ಅನುಕರಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಮೂಲಕ ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ ಹವಾಮಾನ ಮಾದರಿಗಳು ಹಿಂದಿನ ಶತಮಾನದ ಜಾಗತಿಕ ತಾಪಮಾನ ಬದಲಾವಣೆಗಳ ವೀಕ್ಷಣೆಯನ್ನು ಹೋಲುತ್ತಿದ್ದರೂ ಹವಾಮಾನದ ಎಲ್ಲಾ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಅನುಕರಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಡೇವಿಡ್‌ ಡಗ್ಲಾಸ್‌ ಮತ್ತು ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು 2007ರಲ್ಲಿ ನಡೆಸಿದ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಮಾದರಿಗಳು ಉಷ್ಣವಲಯದ ಹವಾಗೋಳದಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ಮುನ್ಸೂಚಿಸಿರಲಿಲ್ಲವೆಂದು ತಿಳಿಯಪಟ್ಟರೆ, 2008ರಲ್ಲಿ ಬೆನ್‌ ಸ್ಯಾಂಟರ್‌ ನೇತೃತ್ವದ 17-ಮಂದಿಯ ತಂಡದಿಂದ ಪ್ರಕಟಿತವಾದ ಪ್ರಬಂಧವು ಡಗ್ಲಾಸ್‌ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿನ ದೋಷಗಳು ಮತ್ತು ತಪ್ಪು ಅಂದಾಜುಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸಿತಲ್ಲದೇ, ಅಂಕಿಅಂಶಗಳ ವಿಚಾರದಲ್ಲಿ ಪರಿವೀಕ್ಷಣೆಗಳು ಮತ್ತು ಮಾದರಿಗಳು ಭಿನ್ನವಾಗಿರಲಿಲ್ಲ ಎಂಬ ಅಭಿಪ್ರಾಯ ಮಂಡಿಸಿತು. IPCCಯು ಬಳಸಿದ ಹವಾಮಾನ ಮಾದರಿಗಳು ಜಾಗತಿಕ ತಾಪಮಾನ ಹೆಚ್ಚಳದ ಎಲ್ಲಾ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ಮುನ್ಸೂಚಿಸಲಾಗುತ್ತಿಲ್ಲ ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಶೀತಪ್ರದೇಶದ ಸಂಕುಚನವು ನೀಡಿದ್ದ ಮುನ್ಸೂಚನೆ ಗಿಂತ ವೇಗವಾಗಿ ಆಗಿತ್ತು.

ಹವಾಮಾನ ಮಾದರಿಗಳು
ಉಷ್ಣತೆಯ ಬದಲಾವಣೆಗಳು
ಹೊಂದಾಣಿಕೆ
ಭೂ-ವಾಸ್ತುಶಿಲ್ಪ