Hava durumunu tahmin etmek muazzam miktarda veri ve hesaplama gerektirir.
Havanın doğru bir modeline sahip olmak için farklı nokta ve yüksekliklerde
sıcaklık, nem, hava basıncı ve rüzgar hızını (diğer şeylerin yanı sıra)
bilmek gerekir. Yanlış tahminler daha akılda kalıcı olsa da mevcut üç ila yedi
günlük tahminler, yalnızca 20 yıl öncesindeki 36 saatlik tahminlerden daha
iyidir. Hesaplama gücündeki artışlar hava tahminlerini iyileştirmeye yardımcı
oldu, ancak doğruluktaki büyük artışa yol açan modellerin arkasında
matematik vardır.
Toplanan bilgiler, ilgili doğrusal olmayan kısmi diferansiyel denklemlere yaklaşık
çözüm üreten sayısal hesaplamaların temelidir. Hava modelleri, Dünya'
nın dönüşünü ve kara, deniz ve hava arasındaki kalıcı etkileşimi hesaba
katar. Daha fazla veri ve daha iyi bilgisayarlar, gelişmiş tahminin bariz kaynakları
iken, daha iyi örnekleme teknikleri ve daha iyi veri kullanımı gibi çok
bariz olmayan kaynaklar da yardımcı olmuştur.