Klimatmodellernas svar gäller det generella beteendet i form av medelvärden och extremvärden och är inte bundet till en viss tidpunkt under perioden eller en viss plats.
Den stora skillnaden mellan en väderprognos och en klimatsimulering är betydelsen av initialtillståndet, dvs. vilken temperatur, fuktighet, vind osv. som anges i varje gridbox (en lådformad del av atmosfären) i modellen då den startas. Detta kallas i modelleringssammanhang för initialisering.
För att en väderprognos ska bli bra är det avgörande att väderläget vid starten av prognosen beskrivs på ett bra sätt. Eftersom atmosfärens processer är komplicerade kan en liten avvikelse från rätt initialtillstånd ganska snabbt ge en felaktig väderutveckling.
Initialtillståndet av yttersta vikt
En stor del av forskningsresurserna inom meteorologi används för att utveckla metoder för att beräkna bra initialtillstånd.
Idag används 5-50% av beräkningstiden i en väderprognos för att uppskatta det bästa möjliga initialtillståndet. Vi har inte tillräckligt med observationer för att kunna beskriva tillståndet i varje gridbox i ett modellsystem.
Därför måste vi väga samman information från en gammal prognos (en första gissning) med nya observationer till ett nytt initialtillstånd. Denna mycket komplicerade process kallas för dataassimilation.
Processerna i atmosfären är snabba men förändringar i marken och i haven går betydligt långsammare. För en väderprognos som enbart gäller en kortare tid behöver man därför inte ta hänsyn till processerna djupt ner i marken och haven.
I en klimatmodell blir det annorlunda. Den måste beskriva även dessa processer då de påverkar klimatet.
SMHIs klimatmodeller
På SMHI används olika modellsystem för väderprognoser gällande några dagar och för klimatsimuleringar 140 år framåt i tiden. Den del av dessa modeller som beskriver processer i atmosfär och landyta liknar dock varandra till ca 95 %.
Klimatmodellen startas med initialtillstånd som ges från en tidigare gjord modellsimulering. Därefter körs modellen några månader, så kallad spinup, för att skapa en bra balans mellan långsamt verkande variabler exempelvis snötäcke samt temperatur och vattenhalt i flera meter djupa markskikt innan den egentligt intressanta perioden börjar.
Är initialtillståndet väl beskrivet kan tiden för spinup vara kort, någon månad. I princip kan en klimatsimulering startas med ett initialtillstånd givet från en någorlunda rimlig klimatologisk beskrivning av atmosfär och mark. Men vi måste då kanske göra en flerårig spinup.
Kopplar vi in väldigt tröga processer i klimatmodellen som till exempel vegetationsutveckling och tjocka glaciärer, behöver dessa behandlas separat för att ge realistiska initialtillstånd.