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天气是大气状态的一种表征，反映大气是冷还是热、是干还是湿、是平静还是狂暴、是晴朗还是多云等等。[1] 绝大多数天气现象发生在平流层之下的对流层。[2][3] 天气通常指每天的温度和降水活动，而气候是指一段长时间内的平均大气状况。[4] 如果没有特别指明，“天气”一般指的是地球上的天气。

天气预报将科技应用于预测大气在未来时刻的指定地点的状态。百万年以前人类就一直试图预测天气，直到19世纪才开始有了正式的天气预报。[5][6] 天气预报需要收集当前大气状态的定量数据，然后运用我们对大气过程的科学理解来预测大气将如何变化。[7]

开始是完全依靠人力来根据气压变化、当前天气状况以及天空情况做预报，[8][9] 现在则使用预报模式预测未来的天气。人力仍然被需要用来挑选最可能优秀的预报模式来做预报，需要考虑模式识别技巧、遥相关、模式效能以及模式偏差。大气的混沌本质、求解描述大气的方程组所需的大量的计算资源、在测量初始情况时所带来的误差、以及对大气过程的仍不完整的理解，种种这些因素使得预报的越早以及预报的时间（预报范围）越长则预报结果越差。集合预报的使用可以帮助我们减小误差和挑选出最可能的结果。[10][11][12]

天气预报有各种各样的终端用户。天气警报被用于保护生命和财产，是重要的预报。基于气温和降水的预报对农业很重要，[15][16][17][18] 因而也受到股票和期货市场里那些大宗商品交易者的重视。公共事业公司也依靠气温预报来估计未来的需求。[19][20][21] 每日里，人们参考天气预报来决定日常的穿戴。因为户外活动会被大雨、雪以及寒风所严重影响，人们依靠预报来计划活动和为坏天气做些预先准备。