La predicción por conjuntos (ensemble forecast) es una técnica que reconoce que la atmósfera es un sistema caótico donde pequeñas diferencias en las condiciones iniciales pueden producir resultados muy distintos a medio plazo (el célebre «efecto mariposa»). En lugar de ejecutar una sola simulación del modelo meteorológico, se realizan 20 a 50 ejecuciones con condiciones iniciales ligeramente perturbadas, generando un «abanico» de escenarios posibles. El análisis del ensemble proporciona información que una predicción determinista no puede ofrecer: la media del conjunto suele ser más precisa que cualquier miembro individual; la dispersión (spread) indica la incertidumbre — si todos los miembros coinciden, la predicción es fiable; si divergen ampliamente, hay alta incertidumbre. Se pueden calcular probabilidades: por ejemplo, «70% de probabilidad de lluvia superior a 20 mm» si 35 de 50 miembros producen ese resultado. Los principales sistemas ensemble son el ENS del ECMWF (51 miembros, 18 km, hasta 15 días), el GEFS de NOAA (31 miembros, hasta 16 días) y el γ-SREPS de AEMET (20 miembros, alta resolución para España). Esta técnica ha revolucionado la predicción de fenómenos extremos como huracanes, DANAs y olas de calor, permitiendo emitir avisos con días de antelación y cuantificar el riesgo asociado.