С давних времен люди стремились предугадывать погоду, пытались установить связь между ее изменениями и движением небесных тел. Но все эти попытки не имели научной основы и поэтому были безрезультатны. Постепенное накопление сведений о климате различных широт, начиная с эпохи Великих географических открытий (XV-XVІІ вв.), а затем изобретение приборов для измерения основных метеорологических величин (XVII-XVIII вв.), в первую очередь барометра, открыли путь к научному предсказанию погоды.
В IV веке до н. э. греки первыми, а именно Аристотель, обратили внимание на то, что характер погоды связан с направлением ветра. С Аристотеля, можно считать, и началась метеорология. Мысли Аристотеля укладываются в современную схему атмосферных процессов, а методы прогноза погоды нашего времени – это взаимосвязь погоды со свойствами воздушных масс.
Время европейского Средневековья пропало для метеорологии. Только через две с лишним тысячи лет после Аристотеля люди убедились, что воздух имеет вес.
Установить это помогли опыты с водяным барометром, который изобрели в начале 40-х годов XVII века. Идею создания барометра для предсказания погоды выдвинул Галилео Галилей, а его ученики, Эванджелисто Торричелли и Винченцо Вивиани, реализовали ее.
В 1643 году появился первый ртутный барометр и известная всем мера измерения – миллиметры ртутного столба. С этого момента по давлению в конкретной точке можно было гораздо точнее предсказать, какая будет погода – солнечная (повышение давления) или дождливая (понижение давление).
Барометр на долгие годы стал незаменимым прибором, особенно для моряков. Адмирал английского флота Роберт Фицрой задумал превратить прогнозы погоды по барометру в регулярно действующую службу штормовых оповещений. Он хорошо знал, во что обходятся людям и кораблям капризы погоды. Поэтому в 1850-х годах Фицрой налаживает производство барометров для рыбаков и составляет руководство, в котором объясняет правила прогноза погоды по изменению давления. Он добился разрешения на организацию 24 станций, связанных телеграфом с Лондоном. Как только сеть заработала, адмирал приступил к составлению прогнозов погоды на ближайшие несколько дней. Ему хотелось, чтобы как можно больше людей знали о надвигающихся штормах.
5 сентября 1860 года солидная английская газета «Таймс» впервые в истории человечества помещает на своих страницах прогноз погоды на завтра. А через два года в газетах стали печатать предупреждения о шторме за два дня до его начала.
Через несколько лет после начала публикации прогнозов погоды, началась критика и нападки газет на Фицроя, так как обывателям нужны были более точные прогнозы. Вскоре после трагической смерти Фицроя выпуск прогнозов погоды прекратился, поскольку, по словам членов специальной комиссии, не было научных обоснований для ежедневных предсказаний.
14 ноября 1854 года во время Крымской войны на полуостров обрушилась буря, скорость ветра достигала 37 м/с. Англо-французский флот у берегов Балаклавы и Херсонеса потерял не менее 50 судов. Военный министр Франции Жан Батист Вальян узнал, что за день до того, как буря разразилась над Балаклавой, она прошла над Средиземным морем, а значит, была не такой уж внезапной. 
Поэтому он обратился к известному астроному Леверье с просьбой изучить обстоятельства ее возникновения.
Запросив метеорологов всех стран Европы о погоде 12-16 ноября, Леверье получил множество ответов.
На основании полученных сведений он проследил путь бури и понял, что пора создавать постоянную сеть метеорологических станций.
19 февраля 1855 года энергичный астроном собрал метеорологические сведения по Франции и вечером того же дня представил национальной академии первую в истории оперативную карту погоды. Такие карты стали называться синоптическими.
Первая синоптическая карта в России была составлена в 1872 году в Главной физической обсерватории в Петербурге. Она стала составной частью ежедневного бюллетеня погоды за 1 (13) января, именно этот день считается днем основания служба погоды России.
Организация гидрометеорологической службы, выпуск бюллетеней и составление штормовых предупреждений – заслуга моряка по профессии и метеоролога по призванию Михаила Александровича Рыкачева.
Метеорологическая служба в РСФСР была создана 21 июня 1921 года, декретом об организации метеорологической службы в РСФСР.
1 января 1930 года в Москве было образовано Центральное бюро погоды СССР. В том же году в Ленинграде впервые в мире был запущен метеорологический зонд, который поднялся на высоту около 8 км, измерил температуру воздуха и отправил на землю радиосигнал.
Изобретение Павлом Молчановым радиозонда в 1930 году открыло новую эпоху в развитии синоптической метеорологии. Была создана сеть аэрологических станций, и началось составление карт барической топографии в научных целях.
Тогда ученые получили технологию, которая позволила снимать показания достаточно высокой точности на большой высоте. С тех пор для составления прогнозов, которые включают в себя показатели давления, температуры, осадков и скорости и направления ветра, используются карты, с погодными параметрами, полученными на разной высоте.
Первые синоптические карты наносились в ручную, позднее появилась возможность делать печать. Однако, ручная наноска данных на карты существовала еще долгое время. Это требовало определенного умения, опыта и отнимала немало времени.
Затем посредством факсимильной связи стали передаваться печатные карты с наноской, которые так же требовали последующей обработки и анализа.
По мере развития синоптической метеорологии основным прогностическим инструментом становятся численные модели атмосферы.
Все процессы в атмосфере описываются сложными гидродинамическими уравнениями. С помощью решения системы которых можно рассчитать температуру и влажность воздуха, скорость и направление ветера и другие параметры атмосферы на разных высотах. Уравнения также учитываются и другие сложные атмосферные процессы (преобразований влаги, радиационно-облачные взаимодействия и др.).
Идея создания прогноза погоды с использованием динамических уравнений была выдвинута английским математиком Льюис Фрай Ричардсоном в 1922 году. Он считал, что динамику атмосферы можно моделировать, выполняя тысячи уравнений, тем самым имея возможность прогнозировать погоду. Но в докомпьютерном веке существовал только один вариант решения системы уравнения – это считать вручную. Ричардсон посчитал, что для выполнения расчетов потребуется 64 000 человек. Это не могло быть реализовано.
Однако, его труды имеют огромное научное значение, его теория легла в основу современного пронозирования погоды.
При дальнейшей разработке численного метода прогнозирования погоды решающие шаги были сделаны советским ученым, академиком А.М. Обуховым и американским ученым Дж. Чарни. Именно они с появлением ЭВМ довели этот метод до реализации.
Современная синоптическая карта представляет из себя наложение погодных данных на географическую карту. Где можно подробно увидеть, какая погода сейчас, в разных частях большой территории. На основании этого строятся прогнозы.
Синоптические карты составляются на основе регулярных наблюдений за погодой на метеорологических станциях. Наблюдения передаются в центральные службы погоды в виде специальных метеорологических телеграмм, согласно коду КН-01. Они направляются в центры обработки метеоинформации, оснащенные самыми современными компьютерами.
За годы существования синоптическая карта приобретала существенные изменения, но не изменилась ее суть.
Сегодня карты погоды обрабатывают с помощью компьютерных систем, которые позволяют в считанные секунды производить расчеты, которые раньше синоптики проводили часами. Это значительно упрощает процесс прогнозирования погоды и позволяет синоптику в сэкономленное время более детально продумать свой прогноз и повысить его точность.
Не маловажным помощником в прогнозировании погоды является зондирование атмосферы. По данным измерениям зонда строятся аэрологические диаграммы. На которых приводятся автоматические расчеты гроз по различным методам (Лебедева, Вайтинг, Фауст, Шоуолтера), расчеты шквалов, осадков, града.
Выше метеозондов наблюдают за погодой метеоспутники. Благодаря спутниковым наблюдениям удается более подробно проанализировать синоптический процесс. На снимках со спутников можно видеть местоположение атмосферных фронтов, струйных течений, типы облачности и таким образом определять характер осадков (обложные, ливневые). Возможности спутниковых изображений сделали их важным компонентом и при составлении экстренных предупреждений об угрозе возникновения опасных природных явлений.
Важным помощником при составлении прогнозов погоды являются метеорологические локаторы. С их помощью синоптики уже 80 лет прогнозируют погоду. Конечно, за это время сменилось не одно поколение радиолокационных систем.
Радары являются уникальным средством наблюдений, которое обеспечивает точную информацию о местоположении и характере перемещения зон интенсивных осадков, гроз, града, шквалов в режиме реального времени. Информация радаров остается очень востребованной и хорошо дополняет данные метеорологических спутников.
Объединение метеорологических радаров в единую сеть над территорией России позволяет во многих случаях компенсировать ограничения радиуса действия одного радара (250-300 км). Открывается возможность более детально воспользоваться информацией об атмосферных процессах.
В 2017 году «Гидрометцентр России» и научно-исследовательский центр «Планета» запустили детализированный прогноз осадков на ближайшие 2 часа (наукастинг). Такой сверхкраткосрочный прогноз погоды также позволяет увидеть траектории осадков, и оценить их дальнейшее развитие.
Прошло много лет, российская метеорология, пережив экономические и политические кризисы вместе со всей страной, продолжает жить и развиваться. Летают спутники, работают сверхкомпьютеры, локаторы, идет непрерывный поток информации. Прогнозирование погоды XXI века стало точнее и доступнее. Развитие технологий позволяет внедрять разработки во все сферы исследований, и синоптика не исключение.