תוכנית מחשב בו נעשה על ידי מדענים אווירה ללמוד ואף לחזות מגמות עולמי דפוסי מזג האוויר ואת כוחות פיזיים חוקים האקלים משפיע על זה. נוסחות מסובכים ודורשים מתמטיקאים מיומנים, מדענים אווירה ומחשבים רב עוצמה עבור ביצוע. משטרים חמש המשפיעים על האקלים לעיתים קרובות נלקחים בחשבון: אווירה, הידרוספירה ביוספרית, cryosphere, pedosphere. חוקים ואטמוספירה פיזית, כמו גם עקרונות התרמודינמיקה וב הידרודינמיקה כל משמשים כחלק הפרמטרים מתמטי נרחב עבור התוכנית. התוצאות של מודלים אלה משמשים בתור הפניה לדגמים אחרים, החלטות מדיניות, ועל -ידי meteorologists.