Globale Modelle
Globale Modelle der Atmosphäre werden sowohl in der Wettervorhersage als auch in der Klimaforschung eingesetzt. Globale Wettervorhersagemodelle prognostizieren auf der Basis eines möglichst genau zu analysierenden Anfangszustandes die zeitliche Einwicklung des Zustands der Atmosphäre für eine Dauer von bis zu zwei Wochen. Die räumliche Auflösung des Modells kann dabei so hoch angesetzt werden, wie es die verfügbare Rechnerkapazität zulässt.
In der Klimaforschung müssen, auf Kosten der räumlichen Auflösung, Modellsimulationen über längere Zeiträume durchgeführt werden, oft über viele Dekaden. Hierfür ist weniger der Anfangszustand der Atmosphäre als eine angemessene Berücksichtigung aller Teile des Erdsystems wichtig, die für die langfristige Entwicklung von Klimaparametern von großem Einfluss sind, z.B. Ozean, Chemosphäre, Kryosphäre oder Biosphäre. Spurenstoffe (z.B. Ozon oder Aerosole), deren Konzentration in früheren Modellgenerationen oft vorgeschrieben war, werden heute zunehmen interaktiv behandelt, da sie nicht nur selbst in den Strahlungshaushalt des Klimasystems eingreifen, sondern deren Verteilungen auch vom Zustand der Atmosphäre modifiziert werden.
Am Institut für Physik der Atmosphäre wird primär das modulare Modellsystem MESSy (Modular Earth Submodel System) gepflegt. Auf MESSy beruht das globale Modell EMAC (ECHAM/MESSy atmospheric chemistry model), das als integrierten Bestandteil das Atmosphärenmodell ECHAM enthält und das für zahlreiche Anwendungszwecke konfiguriert und eingesetzt wird. Darüber hinaus beteiligt sich das Institut an der Entwicklung des neuen deutschen Modells ICON.