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地球的气候系统是一个由大气、海洋、冰、生物和陆地等要素构成的系统，非常复杂。它们不但受外界影响，而且也会发生相互作用。气候模式可以说是对气候系统的数学表达，它首先编写由众多方程组成的复杂程序，再通过巨型计算机进行运算，对未来的气候变化趋势作出预测。其运算过程所使用的数据量大得惊人，往往达到几十个TB（万亿字节），时间长的要用高速计算机算好几个月。气候模式已经成为当今科学界用以预测未来气候演变和影响的主要工具。
气候模式是在天气预报模式的基础上发展起来的，其原理和天气预报模式有些类似。天气预报模式已有60多年历史，是全世界预报天气的主要工具。二者的区别在于，天气预报模式主要考虑大气运动变化情况，而气候模式要复杂得多，需考虑大气、海洋、冰、生物和陆地的状况以及它们之间的相互影响。
目前，各国科学家正在抓紧对全球30多个气候模式进行完善和运算，也就是把各国的气候模式，放在同一个平台上交流比试。这些模式会模拟过去1000年的气候演变，特别是1850年工业革命以来的气候变化；更重要的是，根据未来不同温室气体排放情景，预估全球温度变化情况。
最新预测结果是怎样的呢？有关专家表示，不同模式之间预测的结果差异较大，目前采取的一个方式是“集合平均”，即把所有模式预测的结果集合起来，看其平均情况，这样可靠性会大大增强。从世界各国气候模式最新的预估结果来看，未来升温趋势将延续，而增温幅度和温室气体排放量关系很大，但预估结果同时显示，全球变暖并不是意味着每个地区都普遍升温，未来不排除某些区域会出现降温。
气候模式的发展在不少国家受到重视，它是目前唯一能定量客观展现未来气候变化趋势的手段，尤其是对大尺度气候异常和变化的预测可信度较高。但也有一些科学家对气候模式的可靠性提出了质疑，他们认为气候模式的结果并不可信。例如，由于不同的模式对天空中云的状态处理方式不同，预测结果在地来温度等方面就会存在很大的差异。
然而，气候系统从本质上来看是一个非线性的混沌系统，而且地球气候系统还受到地球以外的太阳活动、火山爆发等其他因素变化的影响．要对未来长时间的气候状况作出像一周之内的天气预报那样准确和精细的预测，几乎是不可能的。由于科学水平局限，气候模式的预测确实存在不确定性，但不确定性不等于不可靠和不能用。从对全球平均升温趋势的预测来看，可信度就很高。作为目前预测未来气候变化和影响的最主要的工具，气候模式的预测结果能够作为政府决策者的科学依据。
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年轮的宽窄不同来判断过去与未来的气候 。
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历史上的物候记录。
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更多方法，有待人们去探索。
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