Die Simulationen atmosphärischer Prozesse auf einem Computer mit dem Ziel, ausgehend von dem aktuellen Zustand eine Prognose der zukünftigen Entwicklung abzuleiten, wird als numerische Wettervorhersage bezeichnet. Grundlage solcher Simulationen ist, dass das atmosphärische Geschehen sich durch physikalische Gesetzmäßigkeiten beschreiben lässt. Die mathematische Formulierung dieser Gesetzmäßigkeiten führt zu einem Gleichungssystem, das die zeitliche Änderung der atmosphärischen Zustandsvariablen (z.B. Luftdruck, Wind, Temperatur) beschreibt. Da die mathematische Form dieser Gleichungen so komplex ist ('nicht-lineare partielle Differentialgleichungen'), ist eine exakte (analytische) Lösung zur Bestimmung des zukünftigen Zustandes der Atmosphäre nur näherungsweise möglich.