第一次世界大战以后，观测天气的革命方法从挪威兴起，这是伴随着对锋面系统概念的形成的了解，及对低压系统的生命史的了解而产生的。这些想法为更复杂的天气预报指明一条道路，从而超越了气候学和固守论。
1922年，英国数学家理查逊幻想，成千上万的人们用数学加、减法来解运动方程式，并用数学方法预测天气。他们的想法得到普林斯顿大学的认同。1950年，该大学首次研制出计算机天气预报，以现有的标准来看，当时实在太粗略了，但他们为后续工作奠定了基础。现在，全球更完善的计算机把大气层物质用数学模式加以控制，为地方气象服务人员提供指导。这种计算机每日两次从全球范围内获取观测结果，所获数据通过计算机模型转化成有用的形式。这些模型模拟大气，但各国不尽相同。他们用三维框标出某地区、某个大陆、某个半球甚至整个地球，来跟踪那里的风、湿度、气压和温度。许多主要的预测中心用一至两个短期模型，其中一个持续48小时，另一个较长时期模型可持续10天。
计算机提供的半成品还远不能大众化，它的主要价值是表明特定天气特色的特点，指出当地天气形势，如锋面、高压中心、低压中心、高空槽和脊以及急流中心。计算机输出的资料在获得全球观测结果后几个小时就要送达地方预报单位一采取世界时0000点和12帕。
这里有一幅人类观测者的智慧所要破解的图片，他们必须用许多方法释译计算机输出的资料；各种模型是否一致？没有完美无瑕的模型，每个模型在各自描绘陆地形状、描述大气物理状况时都有各自的特点。这些特点可将天气特色显示出来。例如：低压中心可以过度发展。弱冷锋不知不觉进入到一个模型最低垂直的层面下，有时失踪的数据在某一特定日子里会破坏模型的演示，预测者们必须认出这些斜线，并对它们加以修正。
地方性天气预报，经常从统计模型开始。还要和大模型相连，因为大模型能指明某一特定城市的温度和降水量。实际上，经过长时间的拖拽，这些统计工具运行良好，它们所提供的预报比人工预报精确。但当统计数字有误，预报准确度就会大大降低。这种情况在天气变化异常时经常发生。尤为需要准确预测时，预测者们要高度警惕科学家们常说的“气象癌”
——种不加以人工判断，利用统计输出的资料使错误滋延的一种趋势。
经过数小时商榷，预测者们得出一系列推测，在未来几天内或达一周之久，这些推测通常包括所预料到的高温或低温，多云，风向及风速，降水量（如果考虑降雪，还包括降雪量）。预测者们管辖区有几千平方公里，有时在一小地域气象条件变化极大，在预测范围内，不同区域同时提供的预测也大不一样。
并非所有气象预报都由政府提供。商家提供的数据卖给私人预测部门，并在国际互联网络上显示出来。
这些部门运用观测结果和模拟结果来增强他们自身在特殊客户方面的前景，如投资者；或用在农业业主身上，因为农业业主更需要政府预测所不及的不同详情。许多电台、电视台拥有自己的天气预报员。他们中一些人仍从事天气预报工作，另外一些人受过气象知识的训练，根据自己的判断改变预测；还有一些人成为私家天气预报顾问。
气象学的发展趋势，尤其在大城市内，是一种“即时预报”，即极短期的预测可持续1～3小时。即时预报是20世纪90年代一种数据发展的产物，小规模气象系统、快速电脑网络、精确的工程图片、自动化观测、像多普勒雷达这样新工具、以及被称作气象刻度模型的全球气象预报模型区域分析，由于对上述更好的理解，即时预报才顺理成章。由于有了这些系统，气象预报员现在可以预测小规模天气特色的运动，诸如暴风雨、大雪或风向。这些在10年或15年以前是根本达不到的。
一些气象观测和警报属另一种即时预报。其中一种大大降低了因恶劣天气造成的伤亡。
当大气形势呈现恶劣之时，就可以进行观测。在美国，持续几小时的恶劣风暴和龙卷风以及持续两天的飓风经由国家特殊气象中心签署后方可大规、模地进行观测。在恶劣天气出现并向你迫近时才签发警报。
20世纪50年代，地方气象部门对龙卷风、大暴雨警报在30分到1小时后才签发。持续预报要以计算机所得出大量控制方程式的模拟资料完成后而定。这些方程式比观察更能描述大气状况，许多天气预报单位在3～10天前就签发大量有关气温和降雨的预报，这些预测主要依靠长期大量的模拟结果比气候学略胜一筹。然而，它们对于像农业和交通这样对天气敏感的领域也是十分重要的。甚至从天气方面作一点暗示，都会节省大量财富。
混沌科学告诉我们：即使集中最好的观测仪器和计算机，各种天气状况事先在两周内也是无法知道的，但这并未阻碍科研人员运用新型预测工具，气象预报员通过全方位立体表现，在事先3～10天就可以精确预测出天气状况来。
依照这种方法，开始每个模型利用细微的，具有全球性的变化进行操作，这种变化致使模型随时分开。根据分离情况，人们可以分辨所提供的气象预报是否可靠，分开越大，预测越不准确。预报员用气压场中的“曲线图”，观察不同模式画出的线是否一致还是像面团一样纪缠在一起。
季节的特色，如无论冬季干燥、温暖还是寒冷湿润，都可以进行预测。天气预报更主要依赖海洋变化，它呈现进展缓慢、但影响面大的特点。这种在某地的气象状况和远程天气状况之间的联系被称作遥相关。
在所有长期预测中，全球气候模式正追踪添加在大气上的温室气体。这种气候模式预示下世纪全球气温会升高，而这种趋势的地域性和地区性影响很难预测。这是新世纪摆在天气预报人员面前的挑战，但不稳定性也属一份。从哲人角度讲，这种情况完全可以面对，正如19世纪英国天气预测者内皮尔·肖曾写过的一句话，“气象预测者的心会更了解其中的辛酸，一个门外汉不是出于乐趣，但却起到干涉作用。”
电视天气预报
在一次大尺度风暴中，公众们知道要依靠电视向他们提供所需的信息。但天气在风暴期间并非像电视所播报的那样糟。制片人仅把天气预报安排在新闻之后，因为他们发现天气是人们看电视新闻的主要原因。
许多电视气象预报员并不是气象学家，在电视发展初期，这种情况几乎没有什么变化，电视台雇用当地漂亮女士、木偶艺术家和小丑来解释天气。一些天气预报用韵文或卡通片来表达或唱出来。最好的制图也仅用粉笔板来描述。丑角作法还未消失。一位著名的澳大利亚主持人在每次电视播放时用一种指示物，甚至把一只冰柱和一块冰淇淋卷放在画室热的灯光下。
然而，根据播报员所掌握的科学知识以及所受的教育和在镜头前工作准确程度，现在他们有的已被国家气象部门所认可。在美国，许多电台自行播报天气，但还以国家天气局为指导。在一些大都市和天气条件较差的地区，气象专家们比在政府工作的同行们还要早地拥有多普勒雷达。
许多电台拥有大批自愿打电话汇报当地天气状况的志愿组织网，气象专家们和图像专家们在电视台工作，充分利用计算机创作当地的三维立体模拟图、图表和“气旋”。他们检验这些不完善的数据，同观测者通话攀谈，进行格式化预测，选择图片，快速写出他们的地理方位，并常在广播或电视上一小，时播报几次。
但是，作为电视气象预报员要面带微笑，在巨大压力下工作并不是件轻松的事。气象预报员须指点每张图表，这很不容易，更何况还要在电视上呢。因为气象预报员在实播厅里，站在深绿或蓝色墙壁前，想象各种情节。他们必须记住这些景象，一种被称为彩图的蒙太奇技术产生合成影像，观众在家中即可看到。在这一过程中，计算机会消除电视影像上每种特殊颜色。对电视而言，播音室内的计算机用于采编，选出绿色（或蓝色），这样，气象预报员身后的空白墙壁就可消除。上面会自动插入气象图或卫星照片，其背景为绿（蓝）色，并将图片以合成方式加以传递。可以理解的是，电视气象预报员很注意不要穿颜色不相称的服装。
气象观测
气象高手、气象小人物、勇敢的或普通的观测者，无论人们喜欢用哪一种绰号，观察、测量和记录个人家后院的天空都不是件容易和令人满意的事。
如果你刚成为一名气象观测者，一定要和当地气象服务爱好团体保持联系，他们大多数可在因特网上查寻。国家气象部门对于业余观测者来说也是个有用的信息中心。
尽管观测天气是一种最省钱的爱好，但当你开始观测时，需购置一些基本的测量仪器，进行测量气温、气压和湿度。好的仪器来源包括从自然用品商店、科学仪器供应公司和博物馆商店。与当地气象局取得联系，商讨家周围哪是最佳记录读数的场所。
温度表仍旧是所有气象设备中最基本的仪器了。气象观测者查看温度表，不仅体现当时的温度，也要记录最近期最高和最低的温度，通常拂晓时温度最低，下午两三点钟温度最高，它随锋的移动而改变。沿着山麓，气团的冲撞或焚风（落基山东侧的温暖干燥的风）下沉都会使气温时时刻刻发生变化。
志愿气象观测者把正规的温度表和其他测量仪器一道放在有支架的百叶箱一类的木箱子里。在地面测量的温度不准确，要在距地面6英尺（2米）处才较准确。在阳光明媚的日子里，那里的温度要比草地表层的温度凉爽12度以上。箱体防止内部仪器被雨淋和被阳光直射，有百叶窗的箱子可使温度表周围的空气流通，目的就是获得准确的气温读数，而不是为了遮阴凉。
没有遮挡条件的观测者们应把温度表放在适当的位置，远离被晒热的建筑物或烟囱顶端，以及远离如柏油马路这样的热表面。利用房屋北侧的阴凉处可以免除季节差。
气压表比气温表更精密一些。因为气压趋势表明风暴移动的方向。绝对气压有些骗人，尤其对居住在高纬度地区的观测者们而言更是如此。全球气压图是用气压表经细致测量后编制的，表明无论是对特殊高度地区，还是对海平面地区气压都比较平均，以达到一致。尽管一些业余观测者们使用气象学用的气压表，其特点是有电子感应器和数字读值，但大多数人乐意使用标准的空盒气压表，因为它有一个疏散的金属空膛，内部对侧各有一个弹簧。
内部空间温度的变化与外部空气压力的变化相联系，并通过杠杆系统传递到针形控制盘上。大多数气象观测者倾向实证的准确度，可以精确到百分之一“英寸”的压力。或十分之一毫巴——甚至达到十分之一度的气温。读数的范围同样重要。生活在寒冷地区的观测者对未达到-29°F的温度控制盘感到满意。气象观测者都不想忽略天气最主要的几个方面即降水和风。对于雨水来说，有几种标准量度。但最流行的是一尖角桶之量（标准量），它可定期自动流空，因此，它不加满也可测量降雨量。然而，雨水像温度一样，是不易测量的。因为风使到达桶顶的雨水量不准。多数测量者试图将仪器放在相对开阔的低处，同样，气压表（无论是电子感应器还是传统的杯状旋转轴）若放在靠近建筑物或大树，就不会给出准确的风的读数。标准测风仪器须放在35英尺（10米）高处。
北方观测者常以雪量大加夸口，但那里的技术却是最高的。适当的测雪仪需要一个平板，在下大雪时，定期将下面因重量、融化或结束而形成的雪扫下去，另一方面，一些观测者急不可待地想获取雪量的记录，因而得出的结果也常常很高，而且还不合常理。为此，最好每隔6个小时清理一次平板。
虽不像雪那样迷人，但在气象学方面起很重要的作用当属湿度。气象观测者曾一度用湿度表来测量人头发的长度。后来，观测者用手摇干湿表来这样做。这种仪器两侧各有一个温度表，一个球部用细纱布包裹住，观测者弄湿纱布，将温度表转动几分钟，蒸发使球部冷却，并降低其温度，达到一个被称作湿球温度。干球温度表上的温度和湿球温度表上的温度差就可能是大气湿度的测算值。现在，测量湿度的电子感应器业已存在，但不十分准确。
清教徒喜欢使用转动的干湿表，但电子气象站的动波是与国内计算机兼容的能力。有些是成串出现，所提供的数据直接进入计算机内，连同软件，使观测者将他们用文字所记载的天气日记也现代化了。
气象观测者喜欢对观测中作的笔记进行比较，一些人发现，国际网络组织要邮寄他们的数据；另外一些人想主动为国家天气局进行观测。若地平线上空的天气允许，美国观测者会在SKYWARN中成为风暴的跟踪者。SKYWARN是一个志愿组织，他们协助国家天气服务预报局（简称NWSFO）进行工作。
天空观测指南
大多数气象观测者对天气的兴趣可追溯到儿时的好奇。鲁克·霍华德便是这种人。18世纪，他还在念书时，英国就掀起对天气的兴趣，并对拉丁文字的不满。具有讽刺意味的是：
有关霍华德对气象学的传说是一种他发明的用拉丁文字把云分类的方法，即把云根据形状、规模进行分类。
霍华德在一个“苦行者”协会的集会上提议云根据形态进行分类。该社团是1803年在伦敦的一个科学团体，霍华德是位业余博物学家，他每天的工作就是当调剂师。他使别人相信：他的云分类系统比当时伟大的思想家们所提出的理论更好，当时许多思想家，如简一巴蒲提斯特、拉马克和卡洛乌斯·林那乌斯。
霍华德分别把云层称为积云（拉丁译为“堆”），就好像云要堆在一起似的，层云（拉丁译为“层”），在层开后有如片片云霞，卷云（拉丁译为毛发卷曲），在高空中十分纤细，他又用第四个拉丁文字“Nimbus”表示“有雨或有雪”，这种云会形成某一种降水。
当气象学家们于1874年首次在国际气象大会上云集一堂之际，他们以霍华德的命名和分类系统为契机，创造一个新系统，可预测云层的高度。
