El tiempo que hace en un cierto momento y en un cierto lugar viene determinado por los valores de las variables meteorológicas (temperatura, humedad, viento, precipitación, etc). Estas variables irán modificando su valor a lo largo del tiempo. La previsión del tiempo en un lugar consistirá en determinar con antelación el valor que tomarán esas variables meteorológicas.

Los datos meteorológicos se pueden obtener de la siguiente forma:

-Para los datos de superficie se utilizan instrumentos meteorológicos (termómetros, anemómetros, barómetros, etc.) ya explicados en el capítulo  “El observatorio meteorológico”. La toma de estos datos y de las observaciones visuales (tipo de nubes, por ejemplo) se realiza diversas veces al día.

-La observaciones en altura se realizan hoy en día mediante radiosondas y los radares y satélites meteorológicos. Nos proporcionan datos  de presión, humedad y temperatura a diversas alturas, así como datos de las nubes y valores de precipitación.

El método de pronóstico que utilizan los centros meteorológicos es un método numérico. Las previsiones numéricas del tiempo están basadas en el uso de modelos meteorológicos, que no son más que un conjunto de ecuaciones fisicomatemáticas (conservación de la energía, de la masa, ecuaciones de movimiento, etc) que describen, de la forma más aproximada posible, los procesos físicos que tienen lugar en la atmósfera. Estas complicadas ecuaciones tienen que ser resueltas para conocer el valor de las variables en un tiempo futuro.

El problema es que para resolver estas ecuaciones es necesario conocer el valor de las variables en un instante inicial para tantos lugares como sea posible, lo que hace necesaria una extensa red de observatorios meteorológicos, y además hace que la cantidad de datos sea enorme, por lo que las ecuaciones solo pueden ser resueltas por superordenadores.

Si bien el modelo determina el valor de las variables y las representa en mapas y diagramas para una más fácil visualización, es muy importante el papel que juega el meteorólogo, que es el que ha de interpretar esos datos y adaptarlos a la zona geográfica concreta donde trabaje, además de completar la previsión con imágenes de satélite o de radar, por ejemplo.

Existen dos clases básicas de modelos: los barotrópicos y los baroclínicos.

Modelos barotrópicos: 

Una atmósfera es barotrópica si no existen vientos térmicos,es decir, que no se tiene en cuenta el viento debido a las diferencias de temperatura. Son útiles en la previsión del movimiento de la atmósfera a gran escala. En estos modelos no se tiene en cuenta el tipo de desarrollo de ciclones o anticiclones y tienen otras restricciones:

Después del tiempo t = 0, el movimiento del aire viene gobernado tan sólo por la inercia que posee en el instante t = 0, lo que equivale decir que no se tiene en cuenta cualquier aportación de nueva energía.

El movimiento se supone que es totalmente horizontal.

Modelos baroclínicos:

Son modelos más complicados que los barotrópicos ya que introducen influencias tales como la topografía, calentamiento superficial, rozamiento , e intercambios de calor latente. Además se tiene en cuenta el viento térmico y las condiciones atmosféricas a diferentes niveles de altura de la atmósfera. Son útiles aplicados en regiones más reducidas que los modelos barotrópicos, que como se ha comentado se utilizan en la previsión a gran escala.

Las ecuaciones matemáticas de un modelo numérico del tiempo pueden ser resueltas en una región limitada o en el globo entero. Cuando es en una región limitada se llama MODELO REGIONAL, cuando es en el globo entero se le llama MODELO GLOBAL.

La capacidad del hombre para predecir el tiempo con anticipación de 24, 48, 72 horas o más, es muy limitada. Se podría decir que es casi imposible de predecir el tiempo con varios días de anticipación. Sin embargo a través de un MODELO GLOBAL se puede tener pronósticos fiables hasta con una semana de anticipación. La fiabilidad es mayor para periodos de tiempo menor que 5 días, y también en regiones de latitudes medias. Un modelo numérico regional es muy útil para el pronóstico del tiempo con alta resolución (desde 500-600 m hasta 60-100 Km.) y con antelación de 48 horas. Estos modelos son más fiables que los modelos globales, y no necesariamente requieren de un superordenador.

Tanto el MRF como el AVN son modelos espectrales, los modelos tienen una parametrización física completa, que incluye el calentamiento convectivo, precipitaciones a gran escala así como la evaporación y caídas de gota de lluvias. El MRF produce diariamente un análisis global 4 veces al día y un pronóstico global válido para 240 horas basadas en la información de las 00 UTC. El AVN produce diariamente un análisis global para las 00:00 y 12:00 UTC y un pronóstico global para 72 horas.

El Modelo del Centro Europeo de Predicción a Medio Plazo (ECMWF):

Es un modelo regional de ámbito europeo, con una resolución horizontal de unos 60 km y 31 niveles en la vertical. Sus resultados son utilizados por los servicios meteorológicos de diferentes países para inicializar sus propios modelos más locales y a más corto plazo. Son muy utilizados los mapas que produce para la previsión entre 3 y 6 días.

El modelo Hirlam (High Resolution Limited Area Model):

Es un modelo europeo de ambito regional, pero con más resolución que el ECMWF pensado para previsión a corto plazo. Se trata de un modelo hidrostático con resoluciones horizontales entre 55 y 5 km y entre 16 y 31 niveles en la vertical. Se calcula cuatro veces al día.

El modelo MASS (Mesoscale Atmospheric Simulation System):

Es un modelo de previsión a pequeña escala que se empezó a desarrollar en los años 80 con el apoyo de la NASA. Incorpora gran número de parametrizaciones, necesarias para la previsión en ámbitos más locales. Por ejemplo, en Cataluña trabaja con una resolución de 15 km en la horizontal y 20 niveles según la vertical, y se calcula dos veces al día.