A számszerű időjárás-előrejelzés előkészítő lépései:

A számszerű időjárás-előrejelzés alapja és kiinduló pontja az időjárás tényleges, ún. "pillanatnyi" állapota a számítás kezdetének időpontjában. Ez a gyakorlatban a modell prognosztikai változóinak a modell háromdimenziós rácsán történő előállítását tételezi fel. Annak érdekében, hogy ennek a kiinduló helyzetnek a leírása minél pontosabb legyen, a WMO megszervezte az egységes globális időjárás-megfigyelőrendszert.

E rendszer legfontosabb adatforrásai a következők:

- kb. 5000 föld- vagy tengerfelszíni állomáson, bójákon emberek vagy automaták mérik óránként vagy folyamatosan a légnyomást, a levegő hőmérsékletét és nedvességtartalmát, a szél irányát és sebességét

- kb.1000 helyen naponta kétszer ballonok segítségével 20-30 km magasba emelkedő rádiószonda méri ugyanezeket a paramétereket a légkör magasabb rétegeiben

- a meteorológiai mesterséges holdak a világűrből szondázzák a légkört

- a közforgalmi repülőgépek és a kereskedelmi hajók fedélzetén automaták és emberek végeznek meteorológiai megfigyeléseket és méréseket

- az időjárási radarok is adatokat szolgáltatnak.

Ez a több gigabyte-nyi információ a WMO globális távközlési rendszerén, a GTS-en keresztül jut el a számítógépes időjárás-előrejelző központokba.

A számszerű időjárás-előrejelzés következő mozzanata a kezdeti feltételek meghatározása, vagyis annak az időjárási alaphelyzetnek a lehető legpontosabb, számszerű megadása, amely a légkörre a modell indításának pillanatában a legjellemzőbb volt. Ezt a műveletet adatasszimilációnak, az eredményeként előálló mezőt pedig analízisnek nevezzük. Ha pontatlanok a kezdeti feltételek, azaz ha nem tudjuk a modellt a légkört legjobban megközelítő állapotból indítani, még csak reményünk sem lehet a pontos előrejelzésre, még akkor sem, ha a modellünk egyébként tökéletes. Az első nagy törekvésünk tehát az kell legyen, hogy az analízis a lehető legközelebb álljon a légkör valódi állapotához.

Ahhoz, hogy ezt a követelményt teljesítsük, lehetőség szerint minden rendelkezésünkre álló adatot és információt fel kell használnunk, amelyek elsősorban a fent jelzett forrásokból származó mérési adatok. Ezeket a mérések természeténél fogva földrajzilag rendszertelenül elhelyezkedő adatokat a kezelhetőség érdekében mind vízszintes, mind függőleges irányban a modell szabályos rácshálózatára számítják át, vagyis interpolálják. Mivel az óceánok és a ritkán lakott területek felett csak kevés megfigyelés áll rendelkezésre, a fenti interpolációs probléma erősen alulhatározott. Ez azt jelenti, hogy a megfigyelések önmagukban még nem elégségesek a kiindulási állapot korrekt meghatározásához, hanem ehhez más információt is fel kell használni. Ezt a többletinformációt az előrejelzési modell adott időpontra vonatkozó előrejelzése szolgáltatja. Az adatasszimiláció következő lépéseként ezért a rácspontokra interpolált megfigyelési adatokat, sajátos matematikai módszereket felhasználva, kombinálják az előrejelzési modell korábbi időpontból futtatott és a kiindulási időpontra vonatkozó adataival. Tehát a mért és a már előrejelzett adatok kombinációjából származó új adatok képezik a modell kezdeti állapotát. Itt fontos azt megjegyezni, hogy az egyes információk szintézisénél az adatokat megbízhatóságuk függvényében kell súlyozni az analízis-eljárás során (azaz a pontosabb, megbízhatóbb információkat nagyobb súllyal veszik figyelembe, mint a kevésbé pontosakat), és hogy az adatasszimiláció természetesen a hibás adatok kiszűrését is magába foglalja.