Hava Tahmini, fizik ilkelerinden ve çeşitli istatistiksel ve deneysel tekniklerden yararlanılarak hava koşullarının önceden saptanması çalışması. Hava tahmini, insanların günlük yaşamını etkileyen atmosfer olaylarının yanı sıra, atmosfer koşullarının değişmesine bağlı olarak Yer yüzeyinde ortaya çıkan don, kar örtüsü, yolların kapanması, denizlerde kabarma, fırtına ve sel gibi olayları da inceler.
Hemen her ülke kendi bölgesindeki hava koşullarına ilişkin bilgileri toplar ve bunları Birleşmiş Milletler’e bağlı bir kuruluş olan Dünya Meteoroloji Örgütü’ne iletir. Hava tahmini alanındaki bu uluslararası işbirliği, savaş dönemleri dışında başarıyla sürdürülmüştür. Bu çalışmanın önemi, son derece önemli birçok etkinliğin hava koşullarına bağlı olmasından kaynaklanır.
Bilimsel hava tahmini çalışmaları, sıcaklık, basınç ve nem ölçen aygıtların geliştirilmesiyle birlikte başladı. 17. yüzyılda termometre, barometre ve higrometrenin geliştirilmesi, atmosferin bu üç temel öğesinin ölçülebilmesini olanaklı kıldı. Böylece bu özellikler ile rüzgar hızı, bulutlanma, yağış gibi öteki meteorolojik olaylar arasındaki ilişkiler belirlenebiIdi. Ne var ki, başlangıçta gözlem sayısının az olması ve kullanılan tekniklerin yetersizliği nedeniyle, doğru uzamsal modeller geliştirilemedi. Modellerin incelenmesi, çok geniş bir alandan elde edilen verilerin hızla aktarılmasını gerektiriyordu. Bu bilgi alışverişi ancak 1840′ larda telgrafın bulunmasından sonra gerçekleşebildi. Bu tarihten başlayarak karalarda kurulan gözlem istasyonları ağı hızla yaygınlaştı. Denizlerde ise gözlem istasyonları çok sonraları kurulabildi. 19. yüzyılın sonlarına doğru hava durumu kayıtlarının standartlaştırılmasını ve hava tahmini yapılabilmesini sağlayacak ulusal ve uluslararası birçok kurum oluşturuldu. Bu kuruluşlar başlangıçta gemicilere yardımcı olmak amacıyla çalışıyorlardı. Son yıllarda gözlem aygıtlarında ve tekniklerinde sağlanan gelişmeler, özellikle de hava tahmininde radyosondalarla donatılmış balonlardan, radarlardan ve uydulardan yararlanılması, bilgisayarlarla hava durumu modellerinin hazırlanması, hava tahmini alanında köklü dönüşümlere yol açtı.
Hava tahmini temelolarak atmosferin troposfer katmanı ile stratosfer katmanının alt bölümlerinde gelişen hareketlerin haritalarına dayalı olarak yapılır. 18S0’lerin başlarından 19S0’lere değin, çoğunlukla Yer’e yakın bölgelerde atmosfer basınç sistemlerinin oluşumunu ve hareketlerini gösteren, elle çıkartılan meteoroloji haritalarından (sinoptik harita) yararlanılırdı. Atmosferin üst katmanlarının gözlemlenmesi olanaklı duruma geldikten sonra, bu bölgelerdeki hava yapısının ve özelliklerinin daha basit ve matematiksel modellerneye daha uygun olduğu anlaşıldı; bu katmanlardaki hareketlerin, Yer yüzeyindeki gelişmeleri atmosferin yüzeye yakın bölgelerinden daha etkin bir biçimde belirlediğinin açığa çıkartılmasıyla da, hava tahminleri üst katmanlarda gerçekleştirilen gözlemlere dayandırılmaya başladı.
Sinoptik yaklaşımın yanı sıra, üç boyutlu, dönme hareketi yapan akışkanların davranışlarına ilişkin fiziksel bilgilerin gelişmesiyle, 12 km’ye kadar olan atmosfer bölgesinden elde edilen bilgilerden, 2-3 günlük, hatta birkaç haftalık tahminlerin yapılması olanaklı duruma geldi. Birkaç aylık hava tahmini yapma çabalarının başarısı ise sınırlı kaldı. Günümüzde bu tür tahminler yapmak atmosfer biliminin yetersizliği nedeniyle çok zordur. Çünkü, siklon, antisiklon gibi sinoptik sistemler ile bunların orta ve üst troposferde yol açtığı alçak ve yüksek basınç sistemlerinin ömrü üç ile yedi gün arasındadır. Bu nedenle, 15 günün ötesine ilişkin tahminler, atmosferin genel özelliklerine dayandırılan istatistiksel yöntemlerle ya da önceden gözlenen benzer hava olaylarına ilişkin kayıtlara dayandırılan örneksel (analog) yöntemlerle yapılır.