Projekt climateprediction.net zahrňuje tri separátne experimenty (podrobnosti sú uvedené nižšie).

Všetky experimenty majú tri hlavné časti:

1. množiny počiatočných podmienok
2. množiny fyzikálnych rozptylov
3. vnútenia

Množiny počiatočných podmienok zahrňujú ten istý model, s rovnakými vnúteniami, počítaný s rôznymi hodnotami vstupných parametrov. Pretože klimatický systém je chaotický, nepatrné zmeny vo veličinách, takých ako teplota, vietor, a vlhkosť na jednom mieste, môžu viesť k veľmi rozdielnym výsledkom pre systém ako celok. Môžeme pracovať v blízkosti nich, kompenzovaním viacerými výpočtami spustenými s nepatrne rozdielnymi počiatočnými podmienkami, a potom sledovať vývoj skupiny ako celku. To je podobné tomu, čo by sme robili pri predpovedi počasia.

Množiny fyzikálnych rozptylov tvoria hlavné vedecké zameranie celého projektu. Moderné klimatické modely robia dobrú prácu simulovania mnohých rozsiahlych čŕt dnešnej klímy. Avšak tieto modely obsahujú veľké počty nastaviteľných parametrov ktoré sú známe jednotlivo, aby mali významný vplyv na simulovanú klímu. Hoci mnohé z nich sú dobre viazané pozorovaniami, je mnoho tých, ktoré podliehajú značnej neistote. Nepoznáme rozsah, v ktorom rozdielne voľby nastavení parametrov alebo vzorcov môžu poskytnúť rovnako realistické simulácie podnebia 20. storočia, ale rozdielnu predpoveď pre 21. storočie. Najdokonalejšia cesta k vyšetreniu tejto neistoty je počítať masívnu množinu experimentu, v ktorej je preskúmaná kombinácia každého závažného parametra. Teda "porušená" fyzikálna množina je hlavná črta climateprediction.net projektu. 

Vnútenia sú veci, ktoré riadia klimatický systém. Chaotická variabilita, cielená v množine počiatočných podmienok, vďačí za interné faktory v klimatickom systéme, pokiaľ parametre ako solárna premenlivosť, vnucovanie sulfátov (sopečných, atď. ) a skleníkových plynov sú považované za externé vzhľadom ku klimatickému systému. Voláme ich vnútenia, pretože ovplyvňujú systém z vonka: ak sa tieto parametre zmenia, očakávame odpoveď klimatického systému. [Ak Slnko produkuje viac energie, očakávali by sme ohriatie Zeme, napríklad.]

Stratégia climateprediction.net k dosiahnutiu prvotného cieľového predvídania možnej budúcnosti stavov podnebia je založená na nasledujúcich troch krokoch:

Experiment 0 (pilotný)

Tento experiment k simulovaniu súčasnej klímy používa model atmosféra - oceánska doska (viď experiment 1). Parametre budú premenlivé pre skúmanie citlivosti. Hlavný cieľ je skontrolovať realizovateľnosť distribuovaného výpočtu a dostať spätnú väzbu od vás (učenie sa zo skúseností).

[Poznámka: Tento experiment je už ukončený.]

Experiment 1 (vyhovujúce parametre)

Tento experiment je trochu jednoduchší než model atmosféricko-oceánskej globálnej cirkulácie (atmosphere-ocean global circulation model - AO-GCM), ktorý bude používaný v hlavnom vydaní climateprediction.net. Stále má úplnú atmosféru, ale vyjadrenie oceánu bude zjednodušené iba na jednoduchú vrstvu. Toto je známe ako "slab" model. Nie je až tak užitočný pri predpovedaní budúcej klímy, pretože "oceán" môže odpovedať len veľmi obmedzeným spôsobom. Avšak, je veľmi užitočný pre vyšetrovanie citlivosti modelu na zmeny v atmosférických parametroch. Pretože nemá úplný oceánsky model, reaguje oveľa rýchlejšie na zmeny v takých faktoroch ako hodnoty skleníkových plynov. Znalosti o citlivosti modelu, ktoré sa získajú z tohoto experimentu budú použité pre návrh riadneho climateprediction.net experimentu. Perturbáciou parametrov, ktoré riadia fyzikálne procesy modelov (také ako oblačné systémy), je možné vidieť rozdielne realizácie klimatických zmien.

Ako v hlavnom experimente, každý model bude unikátny, pretože každý bude mať rozdielne kombinácie parametrov. Bude sa vyžadovať vykonanie 3 separátnych fáz so všetkými kombináciami parametrov.

Kalibrácia (fáza 1)

Zahŕňa počítanie modelu pre 15 rokov (čo by na modernom počítači malo trvať asi 3 týždne) s cieľom zistiť, či atmosféra a "platňa" oceánu sú "v rovnováhe" (sú v stabilnom, rovnovážnom stave, kde veľkorozmerné vplyvy, také ako globálna priemerná teplota, sa podstatne z roka na rok nemenia). Tento experiment poskytne určité rozmedzia vnútení pre 2. a ďalšie fázy.

Kontrolný výpočet (fáza 2)

Štandardný výpočet, kde sú hodnoty skleníkových plynov v modeli atmosféry držané na pred-industriálnych úrovniach.

Dvojnásobný CO₂ (fáza 3)

Výpočet dvojnásobného CO₂ s hodnotami skleníkových plynov okolo dvojnásobku, než boli v kontrolnej fáze. Výsledky dajú indikáciu, ako citlivá je klíma na parametre, ktoré meníme. Budeme preto schopní použiť výsledky ako návod na voľbu parametrov v hlavnom experimente.

V experimente 1 máme množinu počiatočných podmienok, množinu pertubácií veličín, a množinu vnútení, ktoré obsahujú predindustriálne úrovne CO₂, a 2xCO₂. Toto nám má pomôcť zistiť klimatickú citlivosť modelov ktoré študujeme. [IPCC definuje klimatickú citlivosť (climate sensitivity) nasledovne: "Rovnováha klimatickej citlivosti je definovaná ako zmena v globálnej priemernej teplote T2x, ktorá nastane, keď klimatický systém, alebo klimatiký model, dospeje k novej rovnováhe s vnútenou zmenou F2x vyplývajúcou zo zdvojnásobenia koncentrácie atmosférického CO₂."]

[Poznámka: Tento experiment bol spustený v r. 2003.]

Experiment 2 (množina "spätných" predpovedí)

Druhý experiment použije úplný atmosféricko-oceánsky GCM (coupled model - združený model). To znamená, že oceán je schopný reagovať oveľa dynamickejšie než v experimente 1 a dáva nám úplnejšiu simuláciu klímy. Základné časti experimentu sú:

1. množina počiatočných podmienok
2. množina fyzikálnych rozptylov (zaujímavé a realizovateľné modely z experimentu 1)
3. historické vnútenia (z periódy 1920-2000)

Množina počiatočných podmienok bude podobná použitej v častiach 1 a 3 - viď opis experimentu 1.

Množina fyzikálnych rozptylov bude obsahovať modely, ktoré sú realizovateľné, stabilné klimatické modely, ktoré pokrývajú zaujímavé oblasti parametrov, ktoré sme identifikovali v experimente 1. Budeme smerovať k zahrnutiu maximálneho počtu z nich, a skutočne zamietnuť iba tie modely, ktoré sa stali nestabilnými kvôli voľbe zostáv parametrov. Predpokladáme, že budú rozsahy  parametrov (skupiny najbližšie príbuzných modelov s podobnými nastaveniami parametrov), ktoré sú realizovateľné (je teoreticky možné, že niektoré budú dokonca lepšie než štandardný model!), a rozsahy nerealizovateľné. Nájdeme tieto zozsahy v experimente 1 a použijeme dobré z nich v experimente 2.

Pre vnucovania v tejto časti experimentu použijeme údaje z klimatických záznamov z rokov 1920-2000. Spustíme skupinu experimentov v roku 1920 a vnútime im historické údaje pre päťdesiat rokov. Tento proces sa nazýva spätná predpoveď (hindcast): čo je ako predpoveď, ibaže poznáte výsledok. Vieme čo sa stalo v rokoch 1920-2000, ale i tak je to náročná úloha pre model, urobiť dobrý výsledok simulovania. Môžeme použiť výkon modelov v simulácii minulosti pre zistenie, ako dobré sú s úplným združeným modelom pri simulácii nedávnej a súčasnej klímy. Ak sú dobré v tom, použijeme ich pre predikciu budúcnosti tiež.

[Poznámka: Spustený v r. 2005.]

Experiment 3 (množina predpovedí)

Expoeriment 3 je predpovedný experiment. Ako v druhom experimente, budeme používať úplný združený model. Použitím modelov, ktorým sa podarilo vykonať celkom dobrú prácu simulovania historickej klímy rokov 1920-2000, spustíme množinu predikcií pre obdobie 2000-2080. Tu sú tri časti experimentu:

1. množina počiatočných podmienok
2. množina fyzikálnych rozptylov (ktoré prešli experimentom 2)
3. množina vnútení budúcnosti

Množina počiatočných podmienok bude podobná ako použitá v častiach 1 a 2 - viď opis experimentu 1.

Množina fyzikálnych rozptylov bude obsahovať modely, ktoré dobre bodovali s indexom klimatickej predpovede. Teto index (vyvinutý v spolupráci s Hadley Centre) dáva hodnotenie súladu výsledku modelu s pozorovaniami. Modely ktoré bodovali dobre, pracovali dobre v experimente 2, v ktorom simulovali druhú polovicu dvadsiateho prvého storočia (viď vyššie). Modely, ktoré bodovali slabo, budú pre experiment 3 vyradené (alebo zastavené - podľa uváženia).

Množina vnútení budúcnosti je potrebná, pretože nevieme, čo sa chystajú Slnko a sopky robiť v nasledujúcich päťdesiatich rokoch. Taktiež nevieme, ako sa bude meniť úroveň skleníkových plynov v tomto období. Preto chceme počítať veľký počet rôznych možných  budúcností, v ktorých sa budú  pre pokrytie predpokladaných rozsahov meniť solárne, sulfátové a skleníkové vnucovania.

Experiment 3 bude teda obsahovať najlepšie modely, ktoré máme z porovnania s pozorovaniami, počítajúce predpovede, pokrývajúce pravdepodobné chovanie troch dôležitých klimatických vnucovaní. Každý model a každý scenár budúcnosti bude začínať rozsahom rôznych počiatočných podmienok pre overenie, či výsledky ktoré dostávame späť, nie sú jednoducho výstrednými funkciami voľby počiatočných údajov.

Výsledkom týchto experimentov bude pravdepodobnostná klimatická predpoveď do roku 2080, dúfame, že najlepšia na svete.

Zdroj: projektové stránky CPDN