In der Klimaforschung müssen, auf Kosten der räumlichen Auflösung, Modellsimulationen über längere Zeiträume durchgeführt werden, oft über mehrere Dekaden. Hierfür ist weniger der Anfangszustand der Atmosphäre wichtig, als eine angemessene Berücksichtigung wichtiger Teile des Klimasystems, z.B. Ozean, Cryosphäre oder Biosphäre. Zudem werden zunehmend kurzlebige chemische Spurenstoffe (z.B. Ozon oder Aerosole), die nicht nur selbst in den Strahlungshaushalt des Klimasystems eingreifen, sondern deren Verteilung auch vom Zustand der Atmosphäre modifiziert wird, als interaktive Komponente in globale Klimamodelle einbezogen.
Im Institut für Physik der Atmosphäre wird hauptsächlich das globale Klimamodell ECHAM verwendet.