Deux méthodes sont employées pour estimer l'ECS avec les modèles de climat. La première consiste à simuler le doublement (ou toute autre élévation instantanée) de la concentration de CO<sub>2</sub>, et à laisser le modèle évoluer librement jusqu'à atteindre l'équilibre énergétique et la stabilisation de la température ; celle atteinte est l'ECS. Cette approche est celle suivie dans le cadre du projet Longrunmip.
La deuxième méthode est dite "méthode de Gregory (2004)". Elle consiste à simuler le quadruplement instantané CO<sub>2</sub> atmosphérique et à laisser le modèle évoluer pendant 150 ans. La régression du déséquilibre énergétique N par l'anomalie de température T donne accès à deux paramètre : le forçage radiatif associé au quadruplement, noté F<sub>4x</sub> , est l'ordonnée à l'origine de la droite de régression, et le paramètre de rétroaction climatique λ en est la pente. Le forçage radiatif associé au doublement de CO<sub>2</sub> , noté F<sub>2x</sub>, est considéré comme la moitié de F<sub>4x</sub>, et l'ECS est la moitié de l'abscisse à laquelle la droite de régression croise l'axe N=0. Cette méthode fait figure de standard d'évaluation de la sensibilité climatique des modèles de climat. Néanmoins, les rétroactions lentes de durée caractéristique supérieure à 150 ans ne sont pas considérées dans cette expérience ; ainsi l'ECS estimée par cette méthode est inférieure à l'ECS estimée par les simulations longues. Au-delà de 150 ans, λ est de moins en moins négatif et de plus en plus proche de 0.
