天气预报的由来
天气和气候的冷暖、风霜雨雪的变化，对人们生活、生产实践是再重要不过的事。穿衣、走路甚至居住，都免不了要看天行事。
在长期的生产实践中，人们与天作斗争，与地作斗争，逐渐掌握了气象方面的一些知识，根据物象、天象来预测天气。
远在3000年前的商代，我国就用甲骨文来记载关于刮风、下雨、旱、涝等的天气情况了。这是公元前1217年商代甲骨文的气象记录，上面的文字是：癸亥卜，鼎（真）旬。三月。乙丑，夕（夜），雨。丁卯，明，雨。戊（辰），小采日，雨，风。己（巳），明，启（霁）。壬申，大风自北。
对于天气现象产生的原因，我国古代人民对一些现象作了解释。《庄子》一书中说：“大块噫气，其名为风。”这说明风是由于空气的流动而形成的。南宋的朱熹对雨的产生作了解释：“气蒸而为雨，如饭甑盖之，其气蒸郁而汗下淋漓。”他还说过露不是降落的。李时珍的《本草纲目》中说：“露者，夜气着物而润泽于道旁也。”
我国古代的史书以及各地的地方志上，都有较详细的气象记录。从汉代以来，就记录了大旱、大寒以及霜雪冰雹等特殊的气象，特别是各朝的首都一带地区更为详细。
我国很早就使用气象仪器来观测天气状况了，是最早发明风向计和雨量器的国家。东汉的张衡在公元132年发明了候风地动仪。它立一根5丈（约16.7米）的高竿，竿上装一只可以转动的铜鸟，根据铜鸟随风转动的方向，就可以看出是什么风向了。这同12世纪外国书籍上记载的候风鸡相似，比铜鸟的记载要晚1000年。
我国古代还有一种风向旗，在旗上系着小铃，挂在高竿上。看看旗被吹向的方向，就知道吹的是什么风。这同现代的风向袋相似。
我国最早使用了雨量器。在1247年宋代的《数书九章》中有记叙。雨量器大小统一标准，圆筒直径14厘米，并有铜制的量雨标尺。
但是，在一个相当长的时间里，除了使用少数气象仪器外，主要依靠物象、天象来预报天气。
到了17世纪，科学家发明了气压计和温度计，而后又相继发明了温度计和风速仪，这样就可定量测定某地的天气状况了。
气象工作中最重要的天气预报是怎样诞生的呢？1854年11月14日，风暴突然袭击黑海，风速达每秒30米，海上掀起巨浪，英法联军舰队正在海上协助土耳其同俄国作战，几乎全军覆灭。后来，法国军队的作战部要求巴黎天文台台长勒佛里埃研究风暴的来龙去脉。他分别写信给各国的天文、气象工作者，要求他们提供这次风暴发生前后几天里的气象情报，收到了250封回信。根据这些报告分析，原来这次风暴来自大西洋，自西向东吹向黑海，出事前两天，西班牙和法国首先受到影响，如果那里设有气象台、站，而那时已有了电报，如果把风暴的消息早日电告英法舰队，就可以减少损失。
1855年，勒佛里埃在法国科学院作报告说，如果建立了气象站网，用电报集中到一个气象总台，分析绘制成天气图，就可能推断出风暴的行踪。当时，社会上需要有关气象消息，法国于1856年成立了世界上第一个正规的天气预报服务系统，这比用谚语作预报又大大前进了一步。
1856年，巴黎的气象局每天都印制出当天的天气图。1863年开始，在报刊上开始刊登天气预报。很快，在欧洲其他国家也开展了气象工作，从1914年开始，又将各国资料汇集在一起，绘制出全欧洲的统一的天气图。
到了20世纪40年代，无线电探空仪被发明和应用后，从此除了同时汇集的各地气象站、台的地面资料，又增加了高空气象资料。有了高空天气图，就出现了气压场为中心的长波理论和气压系统的发展理论，它可以作出未来3～5天天气状况的预报。
挪威气象学家维·比扬克尼斯首次尝试把天气预报问题变成数学问题，由于工作十分艰巨，没能实现。后来，英国数学家里查逊组织人力，花了九牛二虎之力才算出24小时的预报。由于计算过于简单，效果也不好。里查逊说，如果要同天气“比赛”，每天大约要几万人日夜不停地计算才行。从此，就再没有人去用数学来求解计算了。
电子计算机出现了，计算速度真神。几万人一天的工作量，用电子计算机来计算，只要几分钟就解决问题啦。从此，气象学家越来越完善了预报方程。在方程中，既考虑到大陆，也考虑到海洋；不仅考虑到平原、高山，还考虑到高空。20世纪50年代起，气象学家实现了一种新型的预报方法——数值天气预报。它完全由电子计算机计算作出预报。它既可以测算未来12小时、24小时、48小时的短期天气，也可以预报5天、10天、15天的中期天气。气象学家甚至利用新发现的大气中的一种特长的慢波，通过精密计算预报未来一个月、两个月、三个月甚至更长时间的天气。
华沙大学的波兰科学家在进行国际气象规划的研究工作中，为近500年天气异常性规律的预测，研制了一种数学模拟器。根据气象学家近200年积累的大量气象学资料和所取得的研究成果，他们进行了大量的研究和运算，并揭示了有规律的温度变更和降水变更量，其中温度周期数为11年、22年、90年和220年；降水量变更周期为11年、22年、75年和230年。这些周期数与太阳运动情况密切相关。他们作出了未来500年的气候预报（只适应于东欧各国）；最冷的冬天在2001年、2504年、2247年和2492年；特别温暖的冬天是2151年和2360年。最酷热的夏天在2027年、2138年、2218年、2398年和2478年；凉夏在1997年、2078年、2168年、2257年、2347年和2435年。近100年内降雨量最多的年份是在1998年。
现代化的天气预报
现代科学技术的发展为现代的天气预报提供了先进的装备，先进的气象卫星、遍布各地的雷达站网络，以及能运算复杂天气模型的强大的超级计算机系统，使天气预报的准确性大大提高。
20世纪70年代末，日本使用了气象卫星，不仅从高空可以收集到各种气象资料，而且使气象部门大大提高了工作效率，还提高了预报的正确程度。电视台的天气预报也由此变得生动而形象：台风眼和它的周围的云层、活动范围、方向、速度等，还有雨、雪区的移动等，一目了然。
美国的领土十分辽阔，它的气象预报系统的规模更大。为了了解世界范围的气象，有四颗气象卫星提供气象信息。有两颗电视与红外线观察卫星，它们的轨道经过地球南北极的上空，卫星上的电视摄影传播云的形状和运动方向，红外照相指示出云层的高度和水汽所含的水分。另外两颗同步气象卫星位于赤道上空对地静止的轨道上，在固定点定时拍摄地球的照片。
此外，有几百个小型资料收集装置设在飞机、轮船、浮筒或充氦气球上。这些收集装置的传感器会自动测出各地的风速、温度、湿度和气压等。还有70多个雷达站遍布全国，对雷暴和旋风进行跟踪。
有一种多普勒雷达系统是先进的气象检测设备。这个系统向周围半径为200千米的各个方向发射波束，通过检测大气中的水滴、草籽、尘土、昆虫等的运动，来测量同地面平行的各个水平面上的风速、风向。它作出的天气预报十分具体：哪一个地方，几点到几点钟将降落多少毫米的雨。如果局部地区在几分钟内将发生突然的气流变向，多普勒雷达系统也能作出相当准确的预报。
另一种激光多普勒雷达——“莱达”，是一种监视地面气象状况的新装置。它装在极地轨道卫星上，每天可测取两次风速。如果有两颗卫星装有“莱达”，这可以监测整个地球的大气状况。采用“莱达”系统以后，可以使7～10天的中期天气预报，同目前的24小时的预报一样准确。航空公司也能从“莱达”获益，因为驾驶员有了详尽的当时的气流图，就可以利用快流风，避开迎头风，既可节省时间和燃料，还可保证飞行安全可靠。
近年来，气象工程中的一项重大突破是风向模拟系统的投入使用。模拟系统用一雷达束对1.6～14.4千米范围内的风向和风速做连续测量，并沿竖直方向每隔100米取一个风速风向数据，每平方千米可采集到上百项数据。在监视器的屏幕上显示出来：一些五颜六色的箭头，以颜色、长度和方向，分别代表那高度、风速和风向。电脑很快地将几小时前输入的数据以及卫星资料作相互比较，在屏幕上显示出当地的小气流的运动，把预报局部小气候的精度提高到前所未有的水平。
设在马里兰州的计算机天气模型，根据从世界各地传送来的气象数据，包括风向、风速、温度、湿度、气压等。从全国650个气象气球的高空测候仪采集到了气象数据，全部集中发送到静止轨道上的工作卫星上，然后从太空发回卫星地面接收站，再由地面站送到气象中心。各地浮筒或机载的收集装置所记录的信息几分钟后便汇集中心，许多电脑神速处理各种数据，从而对当时的天气形势形成一个数学的描述。美国的气象中心每天向各主要预报中心发出2000个这样的报告，再通过它们向各地方机构传送。各地气象台再结合最新的卫星图像与地面测定的数据，结合各自的经验，发布出当地的天气预报。这种预报已相当准确了。气象“武器”
《封神演义》里有这样一段神话故事：姜子牙施展法术，使几天内天气发生几度变化：三伏天里，先是下起鹅毛般的大雪，冻死了商朝军队的大批人马；接着又变为炎炎烈日，那融化了的冰雪，又把商军营地变成一片汪洋；随后又是一场暴风雨，商军全部覆灭，这就是著名的“冰冻岐山”战役。
“冰冻岐山”虽然是个神话故事，但是历史上却记载着一些真实的事：利用气象条件夺取战役的胜利。
1794年深秋，法国拿破仑的军队向荷兰发动猛烈进攻。荷兰军队面对千军万马的强敌，没有力量进行自卫还击。在无可奈何的情况下，为了一时应急，打开了运河水闸，企图用滚滚的洪水去阻挡拿破仑的攻势，迫使敌军后退。
荷兰人的这一应变之策，果然见效了。拿破仑眼看着那汹涌而来的滔滔洪水，一筹莫展，只得命令军队全部撤退。正当撤军的时候，法军统帅、拿破仑的老师夏尔·皮格柳突然下令停止撤军。士兵们纷纷议论：“这究竟是为什么？”原来，学识渊博的夏尔·皮格柳发现，当地的一些蜘蛛正在大量牵丝张网。这预兆着干冷天气即将来临，因为蜘蛛对外界空气湿度变化十分敏感。果然如此，欧洲大陆受到寒潮袭击，强冷空气横扫欧洲大陆，那滚滚的洪水一夜之间就结冰封冻了。法军踏着冰雪，蜂拥冲过了瓦尔河，攻克并占据了荷兰腹地的交通要塞——乌德勒支城，顺利地完成了作战计划。事后他说：要不是“活的气象仪”——蜘蛛给我下了这一正确的“出击令”，我们就不可能如此迅速地攻克敌方要地。
可是，在决定拿破仑一生命运的两次战争——莫斯科战役和滑铁卢战役中，恶劣的天气——严寒的暴雨，也使这个不可一世的军事家一败涂地，遗恨终身。
1812年6月，拿破仑率领联军60万，以迅雷不及掩耳之势，渡过涅曼河向俄国发动猛烈进攻。开始时，联军攻堡夺塞，势如破竹，很快占领了俄国大片土地。可是，拿破仑忽略了俄国夏热冬冷的气候特征，逐渐暴露出军事上的破绽：在荒凉的大草原上，盛夏酷暑和雷雨的袭击，士兵们中暑生病，纷纷死去。俄军采取了“回避决战”和“坚壁清野”的战略，使拿破仑欲战不成，欲罢不能，进退维谷，左右为难。10月底，严冬将临，拿破仑下令撤退。就在这个时候，北方寒潮频频南下，日平均气温在-20℃以下。寒风肆虐，大雪纷飞，由于大军深入腹地已久，粮草供应不上，又无房屋可蔽身，饥寒交迫，士兵厌战，加上行军又常迷路，伤员、战马冻死，尸横遍野。俄军乘机截杀进击，联军溃不成军，仅剩下“两万个饿坏冻伤的幽灵。”
1815年6月17日，拿破仑军同英国将军威灵顿率领的同盟国联军在比利时滑铁卢遭遇，揭开了一场惊心动魄的战役。拿破仑原计划第二天早晨发起攻击，中午结束战斗。可是，天气在“捣蛋”，夜间，风狂雷鸣，暴雨倾盆，遍地水洼，泥浆满地，“辎重车的轮子淹没了一半，马肚带上也滴着泥浆”。早晨雨势已减，依然是细雨不停。拿破仑不得不把总攻时间延迟到上午11时30分。双方军队在交战中，人喊马叫，杀声震天，由于法军居下，联军占小山高处，法军步兵前进困难，炮车陷入烂泥里，威力难以施展。由于进攻时间推迟了5个多小时，原来联军正处于十分危急的关头，威灵顿的普鲁士援军赶到战场，使战场形势急转直下，法军溃败。
1916年5月，德国人在法国香槟地区利用稳定的东北风进行毒气攻击，毒气从施放地点顺风扩散了25千米，使法国人遭到了很大的损失。4天以后，德军又进行了一次毒气攻击，由于风向突变，自己反而吃了亏。
1940年，英、法和比利时三国33万军队被德军围困，英国巧妙地利用多佛尔海峡两天的浓雾，动员国内一切船只，从敦刻尔克全部安然撤到英国。