13.3 Wereldwijde telecommunicatie
De weerwaarnemingen worden wereldwijd verzonden via een speciaal telecommunicatienetwerk, dat ook door de WMO beheerd wordt. Alle landen zijn daarop aangesloten. Via dit netwerk verspreidt het KNMI Nederlandse weerwaarnemingen wereldwijd en ontvangt het ook weer alle berichten uit andere landen. Uiteindelijk heeft het KNMI op deze wijze ongeveer een kwartier na waarnemingstijd de beschikking over de weerrapporten uit Europa en na ongeveer een uur over de waarnemingen van het noordelijk halfrond.

13.4 Weerprognoses
Zijn de weergegevens eenmaal beschikbaar, dan is de volgende stap om de gegevens te analyseren, zodat een beeld van de heersende toestand verkregen wordt. Daartoe worden de gegevens gepresenteerd op een geografische kaart, zodat de meteoroloog direct kan zien welk weer zich op welke plaats voordoet. Zo'n weerkaart verschaft inzicht in de ligging van de hoge- en lagedrukgebieden en de verschillende luchtsoorten, hun scheidingszones, de zogeheten fronten en andere conceptuele modellen.
Door patronen op geanalyseerde weerkaarten te extrapoleren, kan de meteoroloog zich ook een beeld vormen over de weersontwikkeling tot ongeveer een dag vooruit. Dat weerbeeld is niet erg gedetailleerd. Om op die termijn meer detail te krijgen en ook voor de beeldvorming van de weersontwikkelingen verder vooruit, voldoet de extrapolatiemethode niet meer; daarvoor zijn gecompliceerde modellen van de atmosfeer nodig, die met behulp van supercomputers doorgerekend worden.

World Meteorological Organization gebouw in Switzerland

13.5 Atmosfeermodellen
In deze computermodellen wordt de atmosfeer gezien als een dunne gasvormige schil rond een bol, waarop wetten uit de stromingsleer en uit andere delen van de natuurkunde van toepassing verklaard kunnen worden. Relevante wetten zijn bijvoorbeeld de bewegingswetten van Newton, de algemene gaswet en behoudswetten voor massa en energie. De natuurkundige kennis wordt omgezet in wiskundige formules, waarmee een computerprogramma berekeningen kan uitvoeren. Uitgaande van een begintoestand, bepaald uit weerwaarnemingen, berekent de computer de waarde van allerlei meteorologische variabelen voor enkele uren tot enkele dagen vooruit. Voorbeelden van variabelen waarmee gerekend wordt zijn de luchtdruk aan de grond en de wind, de temperatuur en de vochtigheid op verscheidene niveaus in de atmosfeer. Het liefst zouden we voor alle punten in de atmosfeer de waarden van meteorologische grootheden kennen, maar dat is natuurlijk ondoenlijk. Daarom wordt er gewerkt met een beperkt aantal zogeheten roosterpunten (zie figuur onder), verspreid over de aardbol, met boven elk punt een aantal lagen. Naarmate de mogelijkheden van de computers toenemen en door de ontwikkelingen in de numerieke wiskunde, die het mogelijk maken efficiënter met beschikbare computercapaciteit om te springen, kan de afstand tussen de roosterpunten kleiner worden gekozen en het aantal lagen worden uitgebreid. Dit leidt tot nauwkeuriger verwachtingen en de mogelijkheid ontwikkelingen op steeds kleinere schaal in de berekeningen mee te nemen. Op dit moment gebruiken wereldwijd rekenende atmosfeermodellen roosterpuntafstanden van bijvoorbeeld 60 km bij 30 lagen; bij modellen die een kleiner gebied bestrijken, wordt incidenteel al gewerkt met een rooster van 5 km! (figuur rechts).Om een verschijnsel in de atmosfeer te kunnen beschrijven, zijn toch zeker enkele roosterpunten nodig; bij een roosterpuntafstand van 60 km komt dat neer op verschijnselen met een diameter van ongeveer 200 km. Er zijn talrijke natuurkundige processen die plaatsvinden op een kleinere schaal en die zeker van wezenlijk belang zijn voor de ontwikkelingen op grotere schaal. Het gaat om zaken als de vorming van stapelwolken en buien en de uitwisseling van warmte en vocht tussen het aardoppervlak en de dampkring. In de atmosfeermodellen worden ook deze processen gesimuleerd en in de berekeningen betrokken.

Boven: Voorbeeld van de verdeling van roosterpunten op de aardbol voor berekeningen van de toestand van de atmosfeer en de te verwachten ontwikkelingen. Inmiddels wordt veelal gewerkt met fijnmaziger roosters (vergelijk figuur hiernaast).

De computerberekeningen leveren grote aantallen waarden op van luchtdruk, wind, temperatuur en andere meteorologische variabelen op alle roosterpunten en voor alle lagen; ze worden onder andere gepresenteerd in kaartvorm. Dit maakt directe vergelijking mogelijk met wat er op een weerkaart, of op een satelliet- of radarbeeld is te zien.
In Nederland beschikt het KNMI over een eigen computermodel, dat prognoses maakt tot 2 dagen vooruit. Daarnaast heeft men de beschikking over prognoses tot tien dagen vooruit van het Europees weercentrum ECMWF in Reading, Engeland. In dit centrum wordt ook gewerkt aan de ontwikkeling van seizoensverwachtingen.
 

13.6 Statistische verwachtingen
Naast de extrapolatiemethode en de computermodellen worden ook veel statistische methoden gebruikt ter ondersteuning van het maken van een weersverwachting. Dergelijke methoden geven veelal een kansverwachting voor het optreden van een bepaald weerverschijnsel. Die kansverwachting is dan gebaseerd op de uitkomsten van de modellen, maar ook op klimatologische gegevens en de invloed van lokale omstandigheden. Statistische methoden geven de mogelijkheid in beperkte mate weersverwachtingen die in feite voor een wat groter gebied gelden, zodanig aan te passen, dat ze meer voor bepaalde plaatsen of kleinere gebieden gebruikt kunnen worden. Ook kunnen er kansen en prikwaarden voor grootheden mee voorspeld worden die niet rechtstreeks door atmosfeermodellen worden berekend, bijvoorbeeld de kans op onweer, de kans op mist of de kans op vorst aan de grond.

13.7 Betrouwbaarheid
Hoe goed de atmosfeermodellen tegenwoordig ook zijn, ze hebben ook beperkingen, waarvan we er een aantal noemen:
- de uitgangstoestand is nooit precies bekend
In principe moet de toestand van de atmosfeer precies bekend zijn om een goede verwachting te kunnen maken. De waarneemmogelijkheden zijn echter beperkt. Is de schaal van de weersystemen te klein, dan kan die onvoldoende in kaart gebracht worden, zodat de onnauwkeurigheid van de berekeningen toeneemt.
 

Uitvoer van een weermodel met hoge resolutie. Elk windvaantje correspondeert met een roosterpunt; de roosterpuntafstand bedraagt 5 km.