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天気を予想するためには、将来の大気の状態がどうなるか（低気圧や高気圧、台風などがどのように進み 発達・衰弱するか）を予想しなければなりません。
気象衛星は現在の雲の状態を観測することはできますが、将来の大気の状態を予想することはできません。 将来の大気の状態を予想するためには、まず現在の大気の状態がどうなっているのかを、世界中で一斉に 行われるレーウィンゾンデ観測のデータなどを使って求めます。地球を取り巻く大気の状態が分かると、 数値シミュレーション技術を用いてスーパーコンピュータで計算することにより、数分後の大気の状態が どうなるかを求めることができます。さらに数分後、そのまたさらに数分後と計算していくことにより、 明日、明後日・・・一週間後の大気の状態を求めることができるというわけです。
「夕焼けの翌日は晴れ」とか、「猫が顔を洗うと雨」など天気に関することわざはたくさんありますが、 全て迷信ということはなく、中には科学的に説明の付くものがあります。
例えば、「太陽や月がカサをかぶると雨になる」というのは、低気圧が近づくと上空には巻層雲が現れ、 この雲粒が光を回折（かいせつ）させるためカサ（暈）ができるのです。 低気圧が近づいても１００％雨が降るというわけではありませんが、単なる迷信というわけでもありません。
天気予報の成績を付けるのは実は非常に難しいのです。「晴れ時々曇り」という予報を出して、結果が 「曇り時々晴れ」という天気になった場合、０点ですか？５０点でしょうか？
そこで、気象庁では１ｍｍ以上の雨が降る、降らないの予報に関して採点しています。
その結果は、2004年の24時間先までの予報については全国平均で86点でした。2004年の週間天気予報については全国平均で3日目が75点、7日目で66点でした。
また、予報精度の検証結果をホームページで公開しています。
地域時系列予報の対象地域は、天気予報の対象地域と同様で、府県予報区をいくつかに分けた一次細分区域ごとに発表しています。天気については、対象とする一次細分区域内で３時間ごとの卓越する天気を、風については、対象とする一次細分区域内の３時間ごとの代表的な風向・風速を予想したものです。また、気温については、一次細分区域内の特定の地点を予想したものです。
詳しくは、地域時系列予報を参照してください。
河川の増水やはん濫などに対する水防活動の判断や住民の自主避難の参考となるよう、気象庁は、各河川を管理する国土交通省または都道府県の機関と共同して、あらかじめ指定した河川について、区間を決めて水位または流量を示した洪水の予報を行っています。
詳しくは、指定河川洪水予報を参照してください。
土砂災害警戒情報は、大雨による土砂災害発生の危険度が高まった時に、市町村長が避難勧告等を発令する際の判断や住民の自主避難の参考となるよう、都道府県と気象庁が共同で発表する防災情報です。
利用上の留意点など、詳しくは、土砂災害警戒情報を参照してください。
災害は、気象現象の強さとそれぞれの地域の社会的環境や季節などの違いにより千差万別です。気象台で は、注意報・警報の対象となる地域ごとに過去に災害が起こったときの気象状況と災害との関係を調査し て都道府県の防災機関とも協議し、災害の恐れがあるときの気象の強さの目安を作成しています。この目 安を「注意報基準」、「警報基準」と呼んでいます。
さらに、環境に変化、災害の様相の変化などに対応して常時検討と見直しを行い、適切な値に改正してい ます。気象条件がこれらの基準に達すると予想されるときは、注意報・警報を発表します。基準は、防災 機関へ知らせるほか、各地の気象台や測候所に問い合わせていただければ知ることができ、また、閲覧も しています。
大雨警報が発表されているとき、台風や前線の活動により数年に１回という大雨を観測することがありま す。一層の警戒を呼びかけるものとして、その状況を伝え、記録的短時間大雨情報を発表します。この情 報の中では、リアルタイムの観測値も含めお知らせします。
過去の大気の状況（湿度、温度、風向・風速など）とそのときの雨の有無の関係を調べておき、将来の大 気の状態を数値予報という手法を使って予測して、雨の降る確率を求めます。
「東京地方の正午から午後６時までの降水確率は７０パーセント」を例にします。
気象庁の降水確率は指定された時間帯（ここでは正午から午後６時）の間に１ミリ以上の降水の降る確率 と定義されています。降水確率は降水の有無のみについて確率を示すもので、降水が連続的か断続的か、 一時的とすればその時間帯のどこかなどの雨の降り方や１ミリ以上のである限り降水量の多少については 何も示していません。予報が出される地域内のどの点でも同じ確率として定義されます。よって、例の意 味は「東京地方のどの地点でも正午から午後６時までの降水量の合計が１ミリ以上となる確率が７０パー セントである」ということになります。なお、降水確率が７０パーセントというのは「７０パーセントの 予報が１００回出されたとき、およそ７０回は１ミリ以上の降水がある」ということを意味しています。
このページの一番上の回答にあるように、将来の大気の状態は数値シミュレーション技術を使って求める ことができます。この将来の大気の状態の要素には地上付近や上空の気温もあります。 数値シミュレーションで求められたこれらの気温から、予想最高気温や最低気温を求めることができます。
予報期間が長くなる季節予報では、予測誤差が時間の経過とともに大きくなり3階級のどれかが実現すると断定的に予報できないため、3階級のそれぞれが実現する可能性を予測しています。
季節予報では、気温、降水量、日照時間等を、「高い(多い)」、「平年並」、「低い(少ない)」の3階級に区分し、それぞれの出現する可能性を確率で予報しています。
詳しくは、「季節予報における確率表現」をご覧ください。
天気予報については、気象庁長官の許可を得れば気象庁以外の方でも一般利用者向けの独自予報を発表することができます。この許可を受けた方を「予報業務許可事業者」といい、許可の範囲内で独自の判断で予報を発表できます。このため、同じ場所の天気予報でも、会社によって異なった内容になる場合もありえます。
テレビ局自身が予報業務許可を得ているところもありますが、多くのテレビ局では、許可事業者から予報を入手していますので、テレビ局が契約している許可事業者によって放送される予報が異なることもあります。
なお、許可事業者には、国家資格である気象予報士を置き、予報は気象予報士に行わせることや、予報の基礎となる気象データや注意報・警報を入手することが義務付けられています。よって、許可事業者が発表する予報では、一定以上の予報の質が確保されています。
気象庁が天気予報等で用いる予報用語については、予報用語をご利用ください。