Работы по проекту предполагается реализовать в нескольких направлениях, интегрирующих методы моделирования климатической системы, анализ данных о современном состоянии природной среды, анализ факторов, влияющих на климат, методы реконструкции природной среды и климата в прошлом в совокупности с историко-археологическими методами, оценку влияния современных климатических изменений на население и территориально-отраслевую структуру хозяйства, стратегию адаптации общества и смягчения последствий.
Предполагается сочетание натурного изучения модельных объектов и пространственно распределенного математического моделирования. Климатическое моделирование будет проводиться на временных отрезках 50 – 100 лет с использованием отечественной Модели Земной Системы ИВМ РАН (INMCM) и результатов, полученных на ансамбле глобальных климатических моделей в рамках программ МГЭИК/IPCC CMIP5 и CMIP6. Моделирование и основанные на них оценки будут охватывать всю территорию страны или крупные ее регионы. Модельные объекты для натурных исследований будут располагаться в разных природных зонах от Арктики до субтропиков и разных секторах страны – в европейской части России, на юге и севере Западной Сибири, в разных районах Центральной и Северо-Восточной Сибири и Дальнего Востока.

Состояние климата и экосистем уже выходит за границы, зафиксированные в период инструментальных наблюдений. Поэтому лишь информация, извлекаемая из прошлого, может предоставить примеры и аналоги будущих состояний и помочь подготовиться к ним. Общая логика исследований – от прошлого (анализ динамики геосистем в последние тысячелетия) к настоящему (тренды последнего столетия, в основе которых лежат антропогенные факторы изменений климата, а не только естественная природная циклика) и будущему (прогноз на XXI в).
Палеореконструкции в масштабе первых тысячелетий позволят установить механизмы и характерные времена отклика компонентов геосистем (растительности, почв, водных объектов, многолетней мерзлоты и т.д.) и коллективов людей на изменения климата разного ранга. Исследования на более коротких масштабах времени позволят выявить реакцию природных компонентов и социально-хозяйственных систем на инструментально установленные климатические изменения. Выявленные закономерности послужат основой для оценки природных и социально-экономических изменений при разных климатических сценариях к концу XXI в. При этом результаты моделирования климата и связанных с ним процессов (например, речного стока) будут тестироваться по данным палео- и исторических реконструкций.
Полученные прогнозные оценки послужат для научного обоснования путей развития экономики и территориальной организации общества при разработке стратегии пространственного развития Российской Федерации, выработке адекватных и эффективных механизмов адаптации общества к изменениям окружающей среды.