Глобальная модель важна при моделировании климата, атмосферной циркуляции, прогнозировании погоды. Она представляет собой модель общей циркуляции атмосферы с шагом 0,25-1,0°, охватывающую масштабы полушарий и планеты и хорошо описывающую атмосферные процессы синоптического масштаба. Собственные технологии моделирования глобальной атмосферы развиваются всего лишь в десятке стран мира.
Из-за ограниченности вычислительных ресурсов пространственное разрешение таких моделей недостаточно для прямого полного описания некоторых процессов, например, глубокой конвекции. Поэтому такие процессы в глобальных моделях описываются параметрически.
Подавляющее большинство современных глобальных моделей используют полулагранжево представление адвекции и полунеявную схему интегрирования по времени. Несомненным лидером среди глобальных моделей среднесрочного прогноза погоды является модель Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды (ЕЦСПП-ECMWF). Эта модель – спектральная полулагранжева с двухслойной полунеявной схемой интегрирования по времени.
К основным направлениям усовершенствования глобальных моделей атмосферы можно отнести повышение горизонтального и вертикального разрешения используемых моделей, применение совместных моделей атмосферы, океана, морского льда для среднесрочного прогноза погоды, развитие систем бесшовного прогноза. Это потребует повышения производительности применяемых вычислительных систем примерно на порядок.