過去，曾經有著一種說法，認為龍卷風是美洲獨有的現象。但沈括的一段記載，否定了這種看法。沈括說：熙寧九年(公元：1076年)的一天，恩州武城縣突然從東南方向刮來了一陣旋風。遠遠望去，好像一支巨大的羊角插入天空。所過之處，大樹全被連根拔起。頃刻間，旋風卷入雲霄。接著，旋風又封向地麵，經過縣城，官舍民居一掃而光，全被卷入雲中，縣官的妻兒老小，奴婢差役也都讓旋風卷去，後來又從空中摔落下來，死傷好些人。民間死亡失蹤者則不可計數。整個縣城變成了一片廢墟。
在這裏，沈括所描述的旋風，就是現在氣象學上所稱的“龍卷風”。因為它是在陸地上發生的，所以又稱“陸龍卷風"。這種風破壞力極大，人畜器物常被卷入空中帶往他處。沈括的這段記載，除年代誤提前一年外，其餘部分都描寫得科學而生動，從而成為我國氣象史上罕見的資料。它告訴我們，早在11世紀，國便有過龍卷風，這對說明世界陸龍卷風的地區分布具有十分重要的意義。
沈括除描述過彩虹、海市蜃樓、龍卷風等氣候現象外，還記載了我國古代勞動人民用動物的異常活動來預測氣候變化的經驗。他寫道：
越州(今浙江省紹興一帶)應天寺有一口鰻井。這鰻井在一塊有好幾丈高的大石頭上，井口的方圓僅有幾寸，原來是一個石洞，沒人知道它到底有多深。唐朝的徐浩有詩說：“深泉鰻井開”，指的就是這口井。它的由來已經很久了。鰻魚遊出來時，人們把它捉住放在懷裏，它競一點也不驚疑。它像普通的鰻魚但卻有鱗，有兩隻大耳朵。它的尾部有刀痕，相傳是唐朝的黃巢用劍砍的。一旦鰻魚出遊，越中一帶必定有水、旱、疫病等災害，當地人常用這一點來預測。
沈括由於平日裏注意對氣象和氣候進行精心自勺觀察和研究，所以，也積累了豐富的預測天氣的經驗，曾經成功地作過預測。
那是宋神宗熙寧年間，宋朝京城附近久旱無雨，地都幹裂出了縫，莊稼更是幹得一把火就能點著。人民想方設法祈禱求雨，但也無濟於事，天空中照樣一滴雨也不下。後來，終於連陰了好多天。人們都很高興，以為一定會下雨了。誰知，連陰過後，不僅沒下雨，天又突然轉晴，而且烈日炎炎。
這一天，沈括正好有事去朝見皇上。神宗便問他，什麼時候能下雨。沈括回答說：“下雨的征兆已很明顯，明天就會下雨。”在場的其他大臣都不大相信。他們說：“連日陰濕都沒有雨下，現在這麼晴朗幹燥，怎麼會下雨呢?顯然是不可能的。”
沈括解釋說：“當時濕土占了主導地位，連日陰天是因為從氣已發揮作用，但被厥陰(風)勝過，所以不能下雨。現在天氣突然放晴，燥金出現，厥陰受到抑製，而太陽得以發揮作用，明天五運六氣就會配合得很順利了。因而，我肯定明天一定會下雨。”
聽了沈括的話，神宗和大臣們還是半信半疑。誰知，第二天，果如沈括所料，真的下了一場透雨。
從沈括的解釋中，我們知道，他是運用我國傳統的五運六氣理論，來對未來的天氣作預測。所謂五運，是指金、木、水、火、土五行的運行；而所謂六氣，則是指風、熱、濕、火、燥、寒六氣的流傳。至於“濕土”、“燥金”，都是五運六氣中的專有名詞。土運主濕，故稱“濕土”；金運主燥，故稱“燥金”。