怎么打天气预报？
先分享一个冷知识（虽然可能有点过期）：2012年，美国NASA的“太阳动力学天文台”发现太阳风在冲击地球之前会经过一次加速，那时太阳风的速度可以达到4000km/s以上；而等太阳风真正轰击地球的时候，速度已经有减慢的趋势了[1]，所以打出去的电磁波其实是有一点点延迟的。
关于这个延迟的详细研究可以去看这篇论文[2]。 那么这个问题就变成了怎么样能提前知道未来的天气变化。这可以分为两个方面考虑——怎样预测天气和怎样预测气象趋势。 预测天气就是怎样从目前的温度、湿度、气压等情况预测下一小时的气温、降水情况。这一点目前已经可以做的很精准了。只要给定现在的气温、湿度、风向和风速等信息，使用现代的数值预报方法可以快速解算出未来的气温、压力、露点、风力等信息。当然这时得到的只是某一个时间点的情况，还不能得到未来一段时间的天气变化情况。
要想预测一段时间内的天气情况，就需要把当前的状态用某种方式记录下来，然后根据记录的结果进行回溯模拟，这就可以得到一段时间内任何想得到气象信息。比如最近5天的每日最高气温、最低气温等。 但是这样得到的只是一个时间窗口内的平均值，对于其中的波动情况是无法获得的。想要得到每个时间点上的具体天气状况需要更为细致的理论和方法。这方面可以做的工作就很多了，比如大气边界层气象学中就会涉及到对大气边界层内部的微观结构进行描述，进而通过解析的方法把复杂的微结构进行加权求和转化为宏观的气象参数。
其实气象学家们已经做了不少工作来分析不同时间尺度上的气候特征，并且这些研究成果可以直接拿来用到我们的生活中。 怎样预测气象趋势呢？这也可以分为两个问题来看——
① 怎样从现有的气象史资料中挖掘有意义的信息并利用这些信息进行预测？ ② 如何结合当前的气象数据做出科学的结论并在将来发生真实事件时有相应的依据？
这两个问题看起来简单，但实际做起来非常有难度。首先如何界定一个有“意义”的历史事件就有无数种方法。同时如果历史资料中发生了某类事件的概率很高，是否意味着在未来同样会发生这一类事件呢？这也是一个有待讨论的问题。