气象站观测的数据是天气预报的基础，气象站越多，预报越准确。为此，全世界建立了成千上万个气象站，配置了各种天气雷达，并在太空布设了多颗气象卫星，组成全球大气监测网。这个监测网每天在规定的时间里同时进行观测，从地面到高空，从陆地到海洋，全方位、多层次地观测大气变化，并将观测数据迅速汇集到各国国家气象中心，然后转发世界各地。气象台的计算机将收集到的数据进行处理和运算，得到天气图、数值预报图等产品，为预报员提供预报依据。
天气预报的方法有很多天气预报是怎么预测的，最常用的有两种。一种是传统的天气学方法，就是将同一时刻同一层次的气象数据填绘在一张特制的图上，这张图称为天气图。经过对天气图上的各种气象要素进行分析，预报员就可以了解当前天气系统（如台风、锋等）的分布和结构，判断天气系统与具体天气（如雨、风、雾等）的联系及其未来演变情况，从而做出各地的天气预报。现在天气图的绘制和分析都由计算机来完成。另一种是数值预报方法，它是随着计算机技术的进步而逐步发展起来的，它做出的天气预报是靠计算机算出来的。由于大气的运动遵循一些已知的物理定律，根据这些定律，可以将大气运动状态写成一组偏微分方程，只要给出初值（大气的当前状况），就可以求解出方程组随时间变化的变量值，据此得到大气的未来状况。求解方程的过程极其复杂，要求在规定的时间里处理大量的气象数据，即使最简化的大气方程也必须在高速计算机上进行运算。
无论是天气学方法，还是数值预报方法天气预报是怎么预测的，或者是其他预报方法，都存在一定的局限性，预报结论也不尽相同，这就需要预报员对各种预报结果进行综合分析判断。这时，预报员所掌握的理论知识、积累的经验和相应的智慧就显得极其重要。因此当天气情况比较复杂，或者灾害性天气来临前，预报专家们就要进行天气会商，甚至还与外地、外国的专家交换意见，在各抒己见、充分讨论的基础上，得出比较可靠的预报意见。预报员做出预报后，及时发送给电视节目制作单位进行制作，这才有节目主持人“指点江山话风云”的那份潇洒和自信。
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