De synoptische weersverwachting ontwikkelde zich snel na 1860, toen overal op aarde meteorologische diensten werden opgericht.

Nationale Weerdiensten:

In 1868 werden tijdens de stormen op de Grote Meren in de Verenigde Staten meer dan 3000 schepen beschadigd of naar de bodem gejaagd en verloren ongeveer 530 mensen het leven. Dit leidde tot een wetsvoorstel in het Congres, dat in 1870 door president Ulysses S. Grant werd goedgekeurd, en voorzag in de oprichting van de eerste officiële weerdienst. Dit was de meteorologische afdeling van de verbindingsdienst van het Amerikaanse leger, beter bekend als het Weerbureau. Behalve in de Verenigde Staten, Frankrijk en Groot-Brittanië werden ook weerdiensten opgericht in landen als Oostenrijk, Denemarken, Italië, Noorwegen, Portugal, Rusland en Zweden. Maar hoewel deze jonge organisaties hun uiterste best deden, werd de betrouwbaarheid van de weersverwachting slechts langzaam beter. De eerste Franse weerdiensten waren zeer succesvol. Rond 1877 ontvingen 1230 boerenbedrijven waarschuwingen voor vorst en storm. Daardoor konden oogstverliezen beperkt worden. (zie schilderij rechts)

De Bergense school:

Een belangrijke stap voorwaarts werd tussen 1918 en 1923 gezet door een groep Skandinavische meteorologen onder leiding van Vilhelm Bjerknes (1862-1951; foto links) die bekend werd als de Bergense School. Deze meteorologen brachten de theorie naar voren dat de achtiviteit van het weer is geconcentreerd in betrekkelijk smalle zones, die de grenzen vormen tussen warme en koude luchtmassa's. Zij noemden deze zones 'fronten' een term uit de krijgskunde. Al snel werd bevestigd dat deze fronten inderdaad een belangrijk deel van ons weer veroorzaken en men ging dan ook methoden ontwikkelen waarmee meteorologen de bewegingen van deze fronten met vrij grote nauwkeurigheid konden voorspellen.

Weer en oorlog

De twee wereldoorlogen stimuleerden vriend en vijand om het weer nog beter te volgen en te voorspellen. De weersituaties konden immers rechtstreeks een invloed hebben op de afloop van veldslagen. Zo konden da landingen van de geallieerden in Normandië, op 6 juni 1944,  plaats tijdens een tijdelijke weersverbetering die nauwkeurig was voorspeld door Amerikaanse en Britse meteorologen. De ontwikkeling van de meteorologie werd ingrijpend beïnvloed door de technologische ontwikkelingen die plaatsvonden in het kader van de oorlogsinspanningen. Experimenten aan het einde van de negentiende eeuw met ballonnen die meteorologische instrumenten omhoog brachten hadden in de jaren dertig geleid tot de komst van de radiosonde: een klein instrumentenpakket opgehangen aan een ballon. De instrumenten maten onder andere luchtdruk, temperatuur en vochtigheid. Die gegevens werden door een radiozender naar de aarde gestuurd. Tijdens de Tweede Wereldoorlog breidden de meetnetten van radiosondes zich snel uit, waarbij de sondes zelfs tot in de stratosfeer kwamen. Dit alles leidde tot een vloed aan nieuwe informatie. Ballonnen werden ook vanaf de aarde gevolgd met optische theodolieten (instrumenten die horizontale en verticale hoeken meten), ten einde windsnelheden te kunnen berekenen. De ballonnen dreven echter vaak uit het zicht en verdwenen achter wolken. De radar (foto's rechts) die tijdens de Tweede Wereldoorlog op grote schaal werd ontwikkeld voor het opsporen en volgen van vliegtuigen, verschafte de oplossing voor dit probleem. Men ontdekte ook dat radar kon worden gebruikt voor het volgen van buiencomplexen. Zo kon men op weerstations veel langer van tevoren cyclonen, fronten, onweersbuien en tornado's zien aankomen.

Bovenste luchtlagen

Met behulp van de metingen van radiosondes en radarapparatuur konden meteorologen weerkaarten samenstellen voor de hogere lagen in de atmosfeer. Dit was een zeer belangrijke doorbraak, omdat de druk, temperatuur en windsnelheid op grote hoogte een grote onvloed hebben op de weersituaties aan het aardoppervlak.

Carl Gustav Rossby

Als leerling van Vilhelm Bjerknes was Carl Gustav Rossby (1898-1957; foto links)) een van de meest invloedrijke meteorologen van de twintigste eeuw. Hij werd geboren in Zweden en ging in 1926 naar Verenigde Staten. Hier deed hij baanbrekend onderzoek over de algemene circulatie van de atmosfeer en de slingerende, langgolvige patronen van westwaartse luchtstromingen in de hogere atmosfeer, nu bekend als Rossbygolven. Rossby ontwikkelde ook wiskundige modellen voor de weersverwachting en legde eveneens de grondslag voor de eerste succesvolle (nummerieke) computermodellen voor het voorspellen van het weer. Hij voorspelde eveneens het bestaan van straalstromen. In de Tweede Wereldoorlog kwamen de piloten van B-29 bommenwerpers op grote hoogte krachtige windstromingen tegen. Het bewijs van de straalstroom was geleverd.