Syukuro Manabe, científico japonés trabajando en la agencia meteorológica estadounidense NOAA, construye en 1967 el primer modelo físico-matemático capaz de simular de forma cuantitativa cómo interactúan la radiación solar, la composición atmosférica y la temperatura de la superficie terrestre, demostrando mediante simulación numérica que el aumento de dióxido de carbono en la atmósfera produce un aumento medible y predecible de la temperatura superficial del planeta —fundamento físico cuantitativo del efecto invernadero, hasta entonces discutido de forma principalmente teórica desde los trabajos pioneros de Arrhenius en el siglo XIX—. Klaus Hasselmann, en el Instituto Max Planck de Meteorología, desarrolla en los años setenta y ochenta métodos estadísticos que permiten distinguir con rigor las señales del cambio climático causado por actividad humana frente al ruido natural de variabilidad climática a corto plazo, estableciendo un marco metodológico que permite atribuir científicamente el calentamiento observado a causas específicas. Ambos trabajos, desarrollados de forma independiente y separados por más de una década, constituyen el fundamento físico y metodológico sobre el que se construyen todos los modelos climáticos posteriores empleados por el Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC) de Naciones Unidas para proyectar el calentamiento global futuro y orientar las políticas internacionales de mitigación climática.