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. Модель земной системы состоит из двух основных блоков: моделей гидротермодинамики атмосферы и океана, а также может включать в себя блоки эволюции морского льда, углеродный цикл, химию атмосферы. Полнота описания основных климатообразующих процессов позволяет проводить с моделью земной системы численные эксперименты по воспроизведению современного климата, его прошлых и вероятных будущих изменений при различных предположениях. Также приводится обзор применяемых методов усвоения данных метеонаблюдений, обосновывается выбор наиболее подходящих для реализации на массивно-параллельной архитектуре алгоритмов.