Обобщены результаты многолетних исследований в области математического моделирования планетарной тепловой радиации. Рассмотрены приближенные и точные методы расчета пропускания и тепловой радиации. Выполнена оптимизация эталонного метода расчета пропускания газовой среды. Рассмотрены смежные проблемы: моделирование процессов рассеяния радиации на аэрозольных и облачных частицах, строгие методы и так называемые "Эталонные расчеты" решений уравнений переноса атмосферной радиации, чувствительность моделей к вариациям метеоданных и содержаний газов. Приводятся обширные вычисления потоков коротковолновой и длинноволновой радиации. Развит новый подход построения параметрических моделей пропускания и радиации с использованием преобразования Лапласа и ортогональных экспоненциальных рядов. Выполнен анализ современных компьютерных моделей пропускания и радиации газовой среды. Получены модели для эталонных и приближенных расчетов потоков теплового излучения системы "атмосфера – подстилающая поверхность".

В книге рассматривается современное состояние применения суперкомпьютеров в задачах прогноза погоды и исследованиях климата Земли. Представлены параллельные реализации и тенденции развития моделей атмосферы, океана и совместных моделей. Особое внимание уделяется опыту разработки и реализации глобальных моделей атмосферы, океана и Земной системы в Институте вычислительной математики РАН. Приводится обзор применяемых методов усвоения данных метеонаблюдений , обосновывается выбор наиболее подходящих для реализации на массивно-параллельной архитектуре алгоритмов.