美国有一个城市的气象台，每天这样预报未来天气：明天降雨的可能性为7：3。记者想知道气象台是怎样算出这个比例的，就去采访气象台台长。台长说：“我们有10个预报员，如果7个人认为有雨，而3个人反对的话，那么天气预报就为7：3。”这件事表明：用天气图做预报，主要靠预报人员的经验和悟性。由于预报员的理论水平、实践经验和思考方法不同，所做出的天气预报也有很大差别。这种预报方法准确性仍然不稳定，无法满足社会发展的需要。随着人类社会的进步，人们期待着一种精确、快速的预报方法诞生。
1913年，英国数学家、气象学家理查森，就任英国埃斯克伐米尔气象台台长。他是一位社会责任感极强的科学家，每当重大的灾害性天气给人类带来巨大苦难时，他就会坐卧不安、心急如焚；当这些灾害性天气被准确地预报出来时，他就会欣喜若狂，兴奋不已；当天气发生转折，预报失败时，他又会陷入极度的痛苦之中。他在工作实践中深刻认识到：利用天气图方法制作天气预报，实际上是气象人员依据自己长期积累的实践经验，对天气系统的未来动向和变化做出估计。预报结果是否正确，完全取决于气象预报人员的主观判断是否正确。在讨论未来天气将会怎样变化时，面对同一张天气图，不同的人往往会得出不同结论，甚至完全相反的结论。因此，预报准确率既不稳定又难以提高。理查森是一个富于幻想的人，他想：能不能根据观测到的大气运动状况，不经人的分析判断而直接用机器来处理，得出未来一段时间内的天气状况呢？他立志要建立一种数学模型，用数学方式对天气变化做出具体的科学的数值天气预报。他提出许多大胆设想，在当时一些人看来简直不可思议。
理查森认为：物理学中的一些基本定律完全可以应用于大气的变化。由于这些定律可以用一组数学公式写出来，所以只要有充分的气象观测资料，就能用计算机对这组数学式求解。这种不经气象人员分析和判断而直接由机器做天气预报的方法，叫做“数值天气预报”。显然，这是一种客观的预报方法。
1922年，理查森用当时先进的计算工具——手摇计算机，进行了人类历史上第一次计算天气变化的尝试。理查森和他的助手们，以最快的速度算了几个月，才求出几个月前欧洲地区6小时天气变化的结果。他认为要及时发布未来24小时天气预报，就得有64000人同时工作才行。由于资料不足，观测误差较大，特别是当时完全没有高空观测资料，对大气运动过程也缺乏必要的了解，所得结果与实际情况相差很远，试验以失败告终。后来，人们便把这种应用物理数学方法计算天气变化的科学理想，称之为“理查森之梦”。就在这一年，他的《用数学计算的方法做天气预报》一书出版了。这是世界上第一部关于动力气象学的教科书。伦敦大学授予他理学博士学位。他成为英国皇家学会会员。
1950年，当世界上第一台电子计算机问世后，科学家们立即在这台被命名为“狂人”的电子计算机上，成功地进行了数值天气预报，实现了20多年前理查森的梦想。
不过，近年发展起来的数值天气预报方法，不能将预报员在长期实践中积累的丰富经验应用到预报中去，而且离直接为基层气象台站应用还有一段距离。为此，我国气象学家研制出了一种可以自动、准确、及时地做出天气预报，并能给出理由、推理思路和处理过程的气象预报专家系统。这个系统不仅能够在工作实践中发现新的预报规律、不断增长知识、增强工作能力，而且能够纠正人的错误判断。