全ぜん球たま气候模も式しき

气候模も式しき是ぜ由よし描述物理ぶつり、流体りゅうたい运动和わ化学かがく的てき基本きほん定律ていりつ的てき微分びぶん方かた程ほど组所构成的てき系けい统。为了运行一いち个模式しき，科学かがく家か将はた地球ちきゅう划分成なり许多三さん维网格かく，应用这些基本きほん方かた程ほど，以及评价结果。大だい气模式しき在ざい每まい个网格かく里さと计算风、热传输、辐射、相あい对湿度しつど和地わち表ひょう水みず文ぶん，还要评估与相しょう邻网格かく间的相互そうご作用さよう。风、热传输和其他变量仅仅被ひ用もちい来らい计算一个最终结果，因いん此它们不被ひ要求ようきゅう对应真ま实世界かい里さと的てき情じょう况。在ざい有ゆう些数值方案あん里さと虚きょ拟的变量被ひ使用しよう。

大だい气环流りゅう模も式しき（General Circulation Model，GCM）是ぜ描述行ぎょう星ほし大だい气或ある海洋かいよう的てき数学すうがく模型もけい。它是基もと于旋转球体きゅうたい的てき纳维－斯托克かつ斯方程ほど，包括ほうかつ热力学がく项来反映はんえい很多能たのう量りょう源げん（比ひ如辐射、潜せん热）。这些方程式ほうていしき用よう于模かたぎ拟地球ちきゅう大だい气或海洋かいよう的てき复杂计算机つくえ程ほど序じょ的てき基もと础。大だい气和海洋かいよう环流模も式しき（AGCM和わOGCM）、海うみ冰、陆地表面ひょうめん过程是ぜ全ぜん球たま气候模も式しき（Global Climate Model）的てき关键成分せいぶん。大だい气环流りゅう模も式しき和全わぜん球だま气候模も式しき被ひ广泛的てき应用与あずか天てん气预报、理解りかい气候、预测气候变化等とう方面ほうめん。用よう于研究けんきゅう十年到百年时间尺度的气候的模式最早是由真ま锅淑郎ろう和わ科か克かつ·布ぬの莱恩在位ざいい于普ふ林りん斯顿的てき地球ちきゅう物理ぶつり流体りゅうたい动力学がく实验室しつ里さと创造的てき。这些需要じゅよう大量たいりょう计算的てき数すう值模式しき集成しゅうせい了りょう流体りゅうたい力学りきがく、化学かがく、有ゆう时还有生ゆうせい物ぶつ学的がくてき各かく类方程ほど。

对命名めいめい的てき注解ちゅうかい

“GCM”这个缩写经常被ひ用よう来き代だい指ゆび“全ぜん球たま气候模も式しき”或ある“大だい气环流りゅう模も式しき”。虽然这两类模式しき不完全ふかんぜん一いち样，但ただし大だい气环流りゅう模も式しき通常つうじょう是ぜ用よう来らい模も拟气候こう的てき工具こうぐ。因よし此这两个术语有ゆう时在讨论气候模も式しき时也常つね被ひ交替こうたい使用しよう。

大だい气环流りゅう模も式しき的てき历史

参まいり见：数かず值天气预报

1956年ねん诺曼·菲利普ひろし斯（Norman Phillips）提出ていしゅつ了りょう一个可以真实描述对流层的てき月がつ和わ季き度ど天てん气模も式しき的てき数学すうがく模型もけい，该模型がた成なり为第一いち个成功せいこう的てき气候模も式しき。紧接着せっちゃく菲利普ひろし斯的工作こうさく，几个研究けんきゅう小しょう组开始はじめ创造“大だい气环流りゅう模も式しき”。第だい一个包含有海洋和大气过程的大气环流模式是在20世せい纪60年代ねんだい由ゆかりNOAA的てき地球ちきゅう物理ぶつり流体りゅうたい动力学がく实验室しつ发展起おこり来らい的てき。到いた了りょう20世せい纪80年代ねんだい早期そうき，美国びくに的てき美國びくに國家こっか大氣たいき研究けんきゅう中心ちゅうしん已やめ经发展てん出社しゅっしゃ群ぐん大だい气模式しき，其后还得到いた不断ふだん的てき完かん善ぜん，直ちょく到いた21世せい纪还在ざい使用しよう。在ざい1996年ねん，模も式しき中ちゅう开始考こう虑和模も拟土壤どじょう和かず植しょく被ひ类型，从而得え到いた更さら接近せっきん真ま实的预报。目前もくぜん，海洋かいよう-大だい气相互そうご耦合的てき气候模も式しき被ひ用もちい来らい研究けんきゅう气候变化，比ひ如哈德利とっくり气候预测与研究けんきゅう中心ちゅうしん开发的てきHadCM3模も式しき。直ちょく到いた20世せい纪80年代ねんだい中期ちゅうき，重力じゅうりょく波は的てき重要じゅうよう性せい才ざい被ひ意い识到并在模も式しき中ちゅう考こう虑。如今，为了正せい确的模も拟区域くいき和全わぜん球だま尺度しゃくど的てき大だい气环流りゅう，全ぜん球たま气候模も式しき必须包括ほうかつ重力じゅうりょく波は，即そく使つかい重力じゅうりょく波は的てき宽谱使し得とく结合他た们很复杂。

耦合模も式しき

實際じっさい的てき大氣たいき與あずか地球ちきゅう表面ひょうめん之の間あいだ有ゆう交互こうご作用さよう的てき存在そんざい，為ため了りょう更さら接近せっきん實際じっさい狀況じょうきょう而演化か出で耦合模も式しき(couple model)。尤ゆう以占地球ちきゅう面積めんせき最大さいだい的てき海洋かいよう，溫度おんど受到大氣たいき作用さよう而每分ぶん每秒まいびょう都と在ざい變化へんか，海面かいめん的てき溫度おんど也會反はん饋給大氣たいき。大氣たいき模も式しき預あずか報むくい一個時間步長後將結果傳達給海洋模式，海洋かいよう模も式しき接せっ著ちょ預あずか報むくい一時間步長並回傳，兩りょう模も式しき彼此ひし循環じゅんかん預あずか報ほう成なり为海气耦合あい环流模も式しき（CGCM或あるAOGCM）。而海洋かいよう模も式しき、海うみ冰模式しき、路面ろめん蒸散じょうさん模も式しき、河かわ流りゅう徑みち流りゅう模も式しき...等ひとし，由ゆかり許多きょた模も式しき構成こうせい整せい個こ全ぜん球たま耦合环流模も式しき便びん成なり了りょう完かん整せい的てき气候模も式しき基もと础，在ざい此架构下，便びん可か以用來らい探さがせ討氣候きこう變遷へんせん的てき反應はんのう(例れい如Sun和わHansen，2003)。

模も式しき结构

三维环流模式将流体运动的方程离散化，然しか后きさき对时间做向こう前ぜん积分。这些模も式しき也会包含ほうがん对一些尺度过小而不能直接解析的过程（比ひ如对流りゅう）的てき参さん数すう化か。隨ずい著ちょ對たい模も式しき要求ようきゅう越來ごえく越えつ多た，更さら复杂的てき模も式しき还可能かのう包括ほうかつ代表だいひょう碳循环、氣き溶膠與あずか化學かがく元素げんそ、碳循環じゅんかん、水みず循環じゅんかん、陸地りくち使用しよう種類しゅるい…等とう，未來みらい更さら可能かのう將はた生物せいぶつ也考慮こうりょ進しん去さ。

简化大だい气环流りゅう模も式しき（SGCM），缩小版ばん的てきGCM，一般いっぱん包含ほうがん一いち个动力核心かくしん，将しょう物ぶつ质属性せい（比ひ如温度おんど）和かず动力属性ぞくせい（比ひ如压力りょく和わ速度そくど）联系起おこり来らい。比ひ如，求もとめ解かい原始げんし方かた程ほど组的てき程ほど序じょ就是例れい子こ。被ひ给的能のう量りょう输入到いた模も式しき中ちゅう，能のう量りょう以摩擦まさつ力りょく的てき形式けいしき耗散，乃至ないし波数はすう最高さいこう的てき那な些大だい气波被ひ衰おとろえ减的最さい厉害。这样的てき模も式しき可か以被用よう来らい在ざい简化的てき框かまち架か里さと研究けんきゅう一いち些大气过程ほど，但ただし不ふ适合预测将来しょうらい的てき气候。

外部がいぶ链接

• Climate Change Prediction: A challenging scientific problem (2005)（页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆）. By Prof. A.J. Thorpe. Explains how predictions of future climate change are made using climate models.
• Climate Simulations for 1951–2050 with a Coupled Atmosphere–Ocean Model（页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆） by Sun and Hansen (2003)
• History of Global Climate Modelling（页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆）
• E-Media from GFDL's CCVP Group（页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆）. Includes videos, animations, podcasts and transcripts on climate models.
• GFDL's Flexible Modeling System（页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆） containing code for the climate models.
• Dapper/DChart – plot and download model data referenced by the Fourth Assessment Report (AR4) of the Intergovernmental Panel on Climate Change.
• Chapter 8: Climate Models and Their Evaluation. The IPCC Working Group I Fourth Assessment Report (2007).
• CCSP, 2008: Climate Models: An Assessment of Strengths and Limitations A Report by the U.S. Climate Change Science Program and the Subcommittee on Global Change Research [Bader D.C., C. Covey, W.J. Gutowski Jr., I.M. Held, K.E. Kunkel, R.L. Miller, R.T. Tokmakian and M.H. Zhang (Authors)]. Department of Energy, Office of Biological and Environmental Research, Washington, D.C., USA, 124 pp.
• BBC News: Models 'key to climate forecasts'（页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆）. Dr Vicky Pope of the Hadley Centre explains how computer models are used to predict the day-to-day weather and changes to the climate (2007).
• The scientific basis for projections of climate change (in a nutshell)（页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆）. Video of a lecture given at Princeton University by Isaac Held, Professor of Geosciences and Atmospheric and Oceanic Sciences, Princeton University and Geophysical Fluid Dynamics Laboratory (GFDL). 26 February 2008.
• (IPCC 2001 section 8.3) – on model hierarchy
• (IPCC 2001 section 8) – much information on coupled GCM's
• Coupled Model Intercomparison Project
• On the Radiative and Dynamical Feedbacks over the Equatorial Pacific Cold Tongue
• Basic Radiation Calculations（页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆） – The Discovery of Global Warming
• Henderson-Sellers, A.; Robinson, P. J. Contemporary Climatology. New York: Longman. 1999 [2012-07-26]. ISBN 0-582-27631-4. （原始げんし内容ないよう存そん档于2007-09-28）.