A XXI. század során a klíma felmelegedése az előrejelzések szerint 1.0 és 3,7 °C közötti felmelegedést prognosztizálnak az üvegházhatású gázok jövőbeli kibocsátásától függően, a legmodernebb Földrendszer-modellek (ESM) együttes átlageredményei alapján. Mennyire megbízhatóak ezek az előrejelzések, tekintve az éghajlati rendszer összetettségét? Az éghajlatkutatás korai története betekintést nyújt a kérdés megválaszolásához szükséges megértésbe és tudományba. Megvizsgáljuk a bolygó energiaháztartásának Svante Arrhenius (1859-1927) és Guy Stewart Callendar (1898-1964) által kidolgozott matematikai számszerűsítéseit, és megalkotjuk az utóbbi empirikus közelítését, amelyről megmutatjuk, hogy sikeres a globális felmelegedés visszamenőleges előrejelzésében a huszadik század folyamán. Ezt a közelítést ezután arra használjuk, hogy kiszámítsuk a huszonegyedik században a légköri üvegházhatású gázok növekedésére válaszul bekövetkező felmelegedést, és a hőmérséklet-emelkedést az ESM-ek egy csoportja által generált eredmények alsó határára vetítjük előre (ahogyan azt az Éghajlatváltozási Kormányközi Testület legutóbbi értékelésében bemutatták). Ez az eredmény a következőképpen értelmezhető. Az éghajlati rendszer fogalmilag összetett, de a középpontjában a sugárzási átvitel fizikai törvényei állnak. Ez az alapvető, vagy “mag” fizika viszonylag egyszerűen kiszámítható matematikailag, amint azt Callendar számításai is példázzák, ami az alapszintű felmelegedés kvantitatívan robusztus előrejelzéseihez vezet. Az ESM-ek nemcsak a fizikai magot tartalmazzák, hanem az éghajlati visszacsatolásokat is, amelyek bizonytalanságot visznek be az előrejelzésekbe a nagyságrendet, de nem az előjelet tekintve: pozitív (a felmelegedés felerősítése). Így az ESM-ek által az évszázad végi globális felmelegedésre vonatkozó előrejelzések alapvetően megbízhatóak: kvantitatívan robusztus alapfelmelegedés, amely a jól ismert sugárzásátvitel fizikáján alapul, az éghajlati visszacsatolásoknak köszönhető extra felmelegedéssel. Ezek az előrejelzések tehát meggyőzően bizonyítják, hogy a globális éghajlat továbbra is jelentős felmelegedésen fog keresztülmenni a CO2 és más üvegházhatású gázok légkörbe történő folyamatos kibocsátására válaszul.