大氣科學
雲、雨、雹、雪、風和太陽都是每日頻繁出現的天氣特色，長久以來都吸引著人類。無數的人們在思考它並設法預測它的變化。祈求神靈重視它那巨大而又駭人的自然神力。占星者們利用星辰的移動預測天氣，農夫和水手們積累氣象規律，依照現有的條件顯示未來大氣狀況的特點。
然而，試圖預測天氣並不等同於成功。對於大部分人類曆史而言，氣象預測總能令人失望和驚愕。有時或絕大多數時間裏，經驗法則更起作用。一旦它們失去功效，其結果是極悲哀的。公元前340年，希臘哲人亞裏士多德在他的《氣象學》論著中概述了很多有價值的氣象知識，盡管亞裏士多德對物質世界有些錯誤概念(例如他認為根本不存在真空)，但他的觀點持續了近1500年之久，被看做氣象學科學的前奏曲。17世紀在歐洲，人們創造力的發揮導致了溫度表、晴雨表的發明，並將風速表、溫度計加以改良。這就為嚴格的天氣變量(諸如氣溫、氣壓、風和濕度)的係統記錄，奠定基礎。
19世紀隨著人們對大氣層的基本了解，測量技術得到提高。在美國殖民時期，本傑明·富蘭克林根據觀察起初在費城的風暴，並獲悉它接著席卷了波士頓，從而推斷氣象係統是自西向東移動的。後來，由於19世紀50年代電報廣泛使用，人們將觀測的結果彙總，並在幾分鍾內編好，真正的天氣預報誕生了。在這一領域，由軍方和商船隊掌握的精確記錄十分重要。同時，物理和化學家們找到了控製大氣的規律，氣象學家對其動態作出解釋。到了1900年，幾個國家氣象服務部門發布了正式的天氣預報。
由於氣象用氣球、雷達和衛星的出現，20世紀人類將“人眼”送上了天空。這種想法最初是由挪威氣象學家韋爾海姆·皮葉克尼斯提出的。用方程式寫出大氣規律，使解決辦法更為精確。自20世紀50年代，計算機使這種方法進一步發展。利用大量的數據處理，作出預報圖，也可對尚未形成的氣象係統作出預測，全球性的氣象圖總體特征提前10天就可預測。雖有局限性，但預測十分準確。氣象預報提前3～6個月就可預測出某一地區氣溫和降水趨勢，這都要歸功於像韋爾海姆的兒子賈庫伯·皮葉克尼斯這樣一些科學家們的工作，他使人們更加清楚地了解到厄爾尼諾南方濤動這樣有全球影響的現象。