La storia della meteorologia s'intreccia con quella dell'astrologia, poiché sin dall'antichità le due scienze procedettero all'unisono: agli astri era attribuito il potere di influire non solo sulle vicende umane, ma anche sui fenomeni atmosferici: entrambe erano cioè una forma di divinazione del futuro.
Storicamente già gli antichi babilonesi si interessarono ai fenomeni atmosferici e tentarono di prevedere le evoluzioni del tempo, indagando le caratteristiche delle nubi e degli astri, raggiungendo un livello oggi definibile di protoscienza.
Importanti sviluppi si ebbero poi ai tempi dell'Antica Grecia. Il termine meteorologia risale infatti a μετεωρολογικά (in latino Meteorologica), titolo del libro scritto intorno al 340 a.C. da Aristotele che presenta osservazioni miste a speculazioni sull'origine dei fenomeni atmosferici e celesti. La parola greca μετέωρος metéōros fa riferimento a oggetti "alti nel cielo", cioè tra Terra e il regno delle stelle, mentre -λογία -logía viene da λέγω légō, "parlo" (cfr. λόγος lógos, "discorso").
All'epoca dell'antica Roma, il geografo Pomponio Mela introdusse il sistema delle zone climatiche. Tratta di meteorologia anche il Libro II della Naturalis Historia di Plinio il Vecchio.
Nel Medioevo le previsioni venivano elaborate utilizzando come riferimento la posizione di pianeti e stelle. Tra gli scritti più significativi si ricordano i trattati sulla meteorologia del naturalista arabo Al-Kindi e di Avicenna, oltre all'invenzione di quest'ultimo del termometro per l'aria.
Ulteriori progressi in campo meteorologico si verificarono tra il Cinquecento e il Settecento, quando furono disponibili strumenti più accurati. Leonardo progettò un igrometro per misurare l'umidità dell'aria, Galileo (o Santorio Santorio), costruì un termometro nel 1607, seguito dall'invenzione del barometro da parte di Evangelista Torricelli nel 1643, dall'anemometro per la misurazione della velocità del vento che fu costruito nel 1667 da Robert Hooke e dall'igrometro a capello, più accurato del precedente, costruito nel 1780 da Horace de Saussure.
Una data importante per gli sviluppi futuri della meteorologia fu il 19 giugno 1657, data che vide la formazione a Firenze dell'Accademia Fiorentina del Cimento, nella quale un gruppo di scienziati, finanziati da Ferdinando II de' Medici, iniziò a indagare l'atmosfera con il metodo scientifico-sperimentale, e che organizzò, per la prima volta, un osservatorio meteorologico internazionale in cui una rete di studiosi sparsi su tutto il territorio europeo, dopo aver ricevuto la necessaria strumentazione dagli scienziati fiorentini, si assunse il compito di registrare le informazioni riguardanti i parametri atmosferici fondamentali (pressione, temperatura, umidità, vento, stato del cielo) e di inviarli successivamente a Firenze.
L'osservazione sinottica del tempo atmosferico era ancora resa complessa dalla difficoltà nel classificare certe caratteristiche climatiche come nubi e venti. Questo problema fu risolto quando Luke Howard e Francis Beaufort introdussero il loro sistema di classificazione delle nuvole (1802) e della forza del vento (1806), rispettivamente. Il vero punto di svolta fu tuttavia l'invenzione del telegrafo nel 1843 che permetteva di potersi scambiare informazioni su tempo e clima con velocità prima ineguagliata. Nel 1854 Urbain Le Verrier scoprì il carattere migratorio dei fenomeni meteorologici, rilevando che un uragano che aveva affondato alcune navi francesi nel Mar Nero aveva attraversato nei giorni precedenti altre regioni europee. Nel 1878 venne fondata l'Organizzazione meteorologica internazionale che molti anni dopo diverrà "mondiale".
Nell'Ottocento cominciarono anche ad essere effettuati rilievi ad alta quota mediante palloni aerostatici con uomini a bordo. Nel 1862 l'inglese James Glaisher, a bordo di un pallone pilotato da Henry Tracey Coxwell, superò la quota di 9.000 metri ed effettuò misurazioni di temperatura, pressione ed umidità, rilevando le diminuzioni di temperatura all'aumento della quota. Nel 1881 venne lanciato in Francia il primo pallone sonda senza uomini a bordo, con un meteorografo (strumento che registrava automaticamente temperatura, pressione e umidità). Con il perfezionamento della strumentazione, i palloni sonda cominciarono ad essere usati sistematicamente a partire dal 1893. In Italia pionieri e promotori della nascita, sviluppo e diffusione della cultura meteorologica nell'Ottocento sono stati i religiosi Angelo Secchi e Francesco Denza, fondatore quest'ultimo della Società meteorologica italiana cui seguirà di li a poco il Regio ufficio centrale di meteorologia antesignano del Servizio meteorologico dell'Aeronautica Militare.
Nel 1925 il Weather Bureau statunitense approntò una piccola flotta di aerei per il rilievo sistematico di dati meteorologici. Un impulso allo sviluppo della meteorologia si ebbe dunque dal settore aeronautico (meteorologia aeronautica) e da quello nautico (meteorologia da diporto) per il rispettivo ausilio alla navigazione e al controllo del traffico.
Nel 1930 il meteorologo sovietico Pavel Molchanov inventò la radiosonda, portata ad alta quota da un pallone sonda per raccogliere informazioni meteorologiche. La radiosonda presentava il vantaggio di rendere subito disponibili i dati, senza dovere attendere il recupero del pallone.
Dagli anni cinquanta in poi gli esperimenti di calcolo numerico con computer si mostrarono finalmente fattibili. A tentare l'impresa con discreto successo fu i matematici John Von Neumann e Jule Gregory Charney che poté sfruttare la relativa potenza di calcolo del primo grande calcolatore al mondo ideato e realizzato da Von Neumann: l'ENIAC. Le prime previsioni del tempo realizzate con questo metodo usavano modelli barotropici.
Anche l'astronautica contribuì allo sviluppo della meteorologia. Nel 1959 venne lanciato per la prima volta il razzo Arcas, un razzo-sonda per lo studio dell'alta atmosfera, che poteva portare una radiosonda ad una quota non raggiungibile dai palloni sonda.
Nel 1960, il lancio del TIROS-1, il primo satellite meteorologico funzionante, segnò l'inizio di un'era di diffusione globale delle informazioni meteorologiche. I satelliti meteo, insieme ad altri satelliti di osservazione multiruolo a varie altezze sono diventati uno strumenti indispensabile per lo studio di una grande varietà di fenomeni.
Oltre ai satelliti, dagli Anni sessanta in poi l'evoluzione della meteorologia è tutta nell'affinamento dei modelli meteorologici e delle relative tecniche numeriche e statistiche di elaborazione fino all'ottenimento dei risultati attuali nell'odierna previsione meteorologica divenuta via via sempre più affidabile.
Alcuni libri sulla meteorologia
Francesco Viscovich, Manuale nautico di meteorologia, Trieste, Libreria Julius Dase, 1876.
Elide Casali, Le spie del cielo: oroscopi, lunari e almanacchi nell'Italia moderna, Einaudi, 2003.
Pier Luigi Pizzamiglio, L'astrologia in Italia all'epoca di Galileo Galilei, Milano, Vita e Pensiero, 2004.
Prevedere il tempo, di Chiara Palmerini, pubblicato da Le Scienze dossier: Il clima che cambia n. 5, agosto 2001, firmato da autori vari.
