気候モデル
1979年には、アメリカ科学アカデミーがチャーニーを議長とする暫定委員会で気候モデルによる将来予測結果を検討し、気候モデルの予想する気温上昇が将来起きるという結論を政府に提出した。さまざまな気候モデルの将来予測の結果は地球の温暖化を示し、その後世界気象機関(WMO)などの主導によって、1988年に「気候変動に関する政府間パネル(Intergovernmental Panel on Climate Change: IPCC)」が設立され、1992年の地球温暖化防止のための「気候変動に関する国際連合枠組条約」の採択へとつながっていった。
また真鍋は、海洋学者であるブライアン(Kirk Bryan)と協力して大気と海洋を結合した数値モデルを作った。彼らは実際の約2/3の面積を持つ膨らんだ円筒形の地球に幾何状の海陸分布を入れた簡単な数値モデルを用いて、1969年におおまかではあるが実際に近い気温と水温の高度(深度)緯度断面の結果を示した。さらに1975年に彼らはより現実に近い海陸分布や水蒸気の循環を入れた気候モデルを開発し、現実に近い結果を得た。これは大気と海洋を結合させた気候モデルの発展への大きなステップアップとなった。
気候モデルは、過去の気象観測結果に基づいて、物理法則にしたがって将来の気象現象や気候要素を再現する。気候変動を予測することによって人類への悪影響を軽減することが最終的な目的となるので、できるだけ精度を高めなければいけないとされる。しかし、精密な気象観測結果が得られるのは過去90年間程度であり、ある程度の限界がある。また、文献や地質学的調査をもとにした過去の気象を参考にすることもできるが、あまり高い精度は期待できない。
気候モデル単独では大気現象以外を再現することはできないため、炭素循環モデル、海洋モデル、生物モデル、陸域状態モデルなどと連携して将来の状態を予測することもある。