为什么天气预报会知道天气？
首先，我们要知道，天气是一个大尺度气体运动的宏观描述，而气象学是研究大气运动规律的科学。我们通常所说的“天气”，其实是指某一时段内（几年、几个月或几天）气温、气压、湿度等气象要素的平均水平。而气象学的任务之一就是预测这些气象要素在未来的变化趋势。 为了实现这一目标，气象学家建立了各种各样的模式来模拟大气运动。比较著名的有美国的GFS模式、英国的小波模式和日本的综合数值模式等等。
这些模式从不同的角度对大气进行了描述并且可以导出气象要素随时间的变化，因此被用来预测未来一段时间的气象情况。但是需要指出的是，由于大气运动的复杂性，目前的模式只能给出一个可能的答案，也就是所谓的概率预报。也就是说这些模式能够给出未来一段时间内气象要素的可能的变化范围，而没有真正确定的结果。 例如在美国太平洋舰队进行海上试验时，可以利用GFS模式预测出未来10天的天气情况。这样不仅为舰队提供了必要的防护，而且也避免了因为海鸥增多造成的不必要损失。
目前国际上常用的天气模式都是耦合模式，即把大气环流模式与大气辐射模式耦合在一起，考虑了大气中各种组分的相互作用以及它们与太阳作用的关系。这样的模式可以提供各种气象要素（包括云、降水等）随时间、空间的变化信息，从而满足不同用户的需求。虽然这些模式已经得到了广泛的应用并取得了很好的效果，但是在模式的建立过程中仍然存在着很多的问题有待解决。
随着计算机技术的飞速发展，越来越多的复杂系统可以被用计算机进行模拟，人们也越来越相信利用计算机来预测未来的天气。