В своей работе «О морозе, случившемся после тёплой погоды в апреле 1762 года» он изложил идеи, близкие современным представлениям о делении атмосферы на тропосферу и стратосферу. В другой своей работе «Слово о явлениях воздушных, от электрической силы происходящих» Ломоносов указывал причины, которые приводят к снижению температуры с высотой. В трактате «О слоях земных» сделал попытку дать понятие о неустойчивости расположения слоёв атмосферы и обосновать свою идею о развитии вертикальных движений воздуха.
Стремясь разгадать тайны атмосферного электричества, учёный отдал многие годы его изучению и произвёл ряд интересных наблюдений и опытов. Сохранившиеся записи показывают, что вплоть до последних дней своей жизни он работал с «громовыми машинами» и «громовыми стрелами». Самое ценное в его исследованиях то, что он создал теорию атмосферного электричества, во многом сходную с современными воззрениями на эти явления.
Ломоносов указал на целый ряд зависимостей, существующих между метеорологическими элементами, которые позднее легли в основу климатологии как науки. Располагая очень скудными данными, он высказал идеи, которое получили развитие лишь через 150–200 лет, когда в распоряжении климатологов уже имелись материалы многолетних наблюдений метеорологических станций, отвечающих потребностям жизни, практики.
Предвидение погоды он считал «делом, достойным златых гор». Гениальный учёный первым высказал мысль, к которой впоследствии неоднократно возвращался: в связи с тем, что наблюдения за погодой в одном или нескольких местах ничего не дают, необходимо создать многочисленные метеорологические станции, ведущие систематические и согласованные по времени наблюдения.
«В различных частях земного шара, в разных областях… (должны быть) учреждены самопишущие обсерватории…», – писал он.
Известно, что в 1751 году в его доме в Петербурге действовала такая обсерватория, в которой постоянно производились метеорологические наблюдения. Эта его первая идея опередила подобные предложения за границей. Ломоносов предлагал проводить метеорологические наблюдения и на кораблях, чтобы на их основе могли предвидеть приближение шторма.
Научные предвидения великого учёного нашли полное подтверждение в создании мировой Службы погоды. Основной источник информации о погоде – наземная сеть станций, которых только в нашей стране более трёх тысяч. На многих морских транспортных судах созданы станции, а в отдельных точках океанов находятся специальные корабли погоды и морские буи с приборами. За верхними слоями атмосферы наблюдают аэрологические станции. Широкое развитие получили новые источники информации: космическая система метеорологических спутников «Метеор» и наземных приёмных пунктов, сеть метеорологических радиолокационных станций.
Научный прогноз погоды – детище XX века. В Архангельске он был впервые составлен в 1915 году. Но по настоящему эта работа развернулась в советские годы. В 20–30 годах была создана оперативная Служба прогнозов, которая прошла большой путь совершенствования и достигла значительных результатов. Сейчас в Архангельской области 11 её подразделений, призванных удовлетворить потребности многих отраслей народного хозяйства в гидрометеорологической информации.
Прогнозы погоды необходимы гражданской авиации, морскому флоту, речному флоту, сельскому хозяйству, автодорожному и железнодорожному транспорту, строительству и другим отраслям. Их использование в народном хозяйстве даёт значительный экономический эффект. Очень важна служба штормовых оповещений и предупреждений об опасных и особо опасных (стихийных) явлениях погоды: сильном ветре, метели, грозе, тумане, заморозках, гололёде, о сильных морозах и др.
