任何一个地方，气象要素的变化都和一定的天气形势演化密切相关。天气虽然是瞬息万变的，但是只要掌握了它的形成和演化规律，就可以根据当时的天气形势和变化趋势，来预测未来的天气。天气预报就是利用气象资料，应用气象学的原理和方法，根据天气形势，对未来一定时期内的天气做出预测。
科学家根据大气演变的过程和性状，结合地气系统中的各种物理过程，设计出数学模型，并据此编制程序。利用这些数学模型，输入气象资料便可以用计算机来模拟大气过程，并预测未来一定时段的大气运动状态。未来的天气形势通常由计算机绘制在预报图上，供气象工作者预报天气。除此之外，气象工作者还要研究卫星云图，并结合当地地形和季节特点以及经验等来修正预测结果。
天气预报古来有之。古代劳动人民通过对天气的长期观察和经验积累，总结出许多有关天气的谚语。典型的“朝霞不出门，晚霞行千里”就是一种天气预报。不过，谚语都是建立在经验基础之上的，所以还是有局限性的，甚至有些是错误的。
现在的天气预报由气象台制作并向社会公布。目前，发布天气预报的途径主要有电视、互联网、报纸、手机短信、微信等。
预报天气的重要工具是天气图。天气图上有天气系统的运动规律，气象工作者据此对未来天气状况做出预测。除此之外，气象工作者还要研究卫星云图，并结合当地特点以及经验等来修正预测结果。
就时效的长短，天气预报通常分三种：短期天气预报3天内;中期天气预报9天内;长期天气预报15天或以上。中央电视台每天播放的主要是短期天气预报。
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