La atmósfera es un sistema muy complejo en el que la predicción del tiempo, ya sea a corto o a largo plazo es imposible de forma exacta. El número de variables de las que depende el tiempo que hará en un lugar determinado es tan elevado que es imposible manejarlas todas. La presión, la temperatura, la humedad del aire, el viento... son las más importantes, pero existen microvariables que hacen imposible determinar los cambios que sobre la predicción inicial se pueden dar.

Es imposible predecir el cambio climático o el calentamiento global a medio y largo plazo

Existen localizaciones en las que es especialmente difícil predecir lo que va a suceder por su orografía, su proximidad al mar, las características antropogénicas (generadas por las personas), etc. La predicción del clima también es imposible de lograr de forma absoluta, es decir, no podemos saber si realmente la temperatura del planeta crecerá globalmente; tan solo podemos hacer una predicción estadística. Por lo tanto, un futuro calentamiento global no puede asegurarse ni negarse en términos absolutos.

La paradoja de Newcomb determina, además, que el hecho de que predigamos una situación futura hace, precisamente, que esta no tenga por qué suceder; al predecirla, se cambian las posibilidades de que suceda. Este hecho no evita el principio de prudencia, es decir, es preferible tomar precauciones que eviten problemas climáticos en un futuro. Es preferible actuar reduciendo las variables antropogénicas que puedan alimentar el calentamiento global o el cambio climático.

Modelos numéricos: utilización de la informática para predecir el tiempo

Von Neumann es considerado por muchos como el padre de los ordenadores. Su primer objetivo era el de predecir el tiempo. Pensaba que las personas no podemos manejar tal cantidad de información requerida por el estudio de la atmósfera.

Hoy día los mayores superordenadores se utilizan para predecir el tiempo porque son los únicos capaces de hacer las cuentas matemáticas que manejan los modelos estadísticomatemáticos que se utilizan.

La predicción se hace mediante modelos numéricos. Un modelo numérico es una ecuación matemática que trata de reproducir la naturaleza desestimando los errores. En ellos se introducen una serie de valores de ciertas magnitudes, desestimando las que menos influyen -teóricamente- en la predicción. Así se obtendrá una solución probable en lugar de obtener un resultado seguro.

Diferentes modelos numéricos pueden obtener diferentes resultados

En las diversas agencias de meteorología se utilizan distintos modelos numéricos para predecir el tiempo a partir de distintas variables. En unos se les da más importancia al viento, en otros a la temperatura, en otros a la presión. Cuando la mayoría indica un resultado similar, la predicción se considera buena.

Teoría del caos

En la mayoría de los problemas físicos, si cambian poco las condiciones iniciales. cambiará poco el resultado. Por ejemplo: si dejamos caer un bolígrafo desde un metro de altura, el tiempo que tarda en llegar al suelo será muy parecido al que tarda uno que dejamos caer desde un metro y un centímetro.

El sistema atmosférico, por el contrario, es caótico, es decir, cambian mucho los resultados finales si cambian poco los iniciales. Esto tiene como consecuencia que sea mucho más difícil predecirlos. Por eso es por lo que actualmente se habla de probabilidad de precipitación en lugar de hablar de si va a llover o no. Ligeros cambios de presión en un lugar concreto pueden hacer que en una ciudad determinada llueva o haya un día soleado.

Efecto mariposa

El hecho de que toda la atmósfera está conectada hace que una variación en una parte de la Tierra pueda afectar de forma drástica lo que sucede en otra. Este efecto se resume con una frase "el hecho de que una mariposa bata sus alas en Pekín hacer que llueva en Nueva York".