Yerçekiminin etkisiyle dünyayı çepe çevre saran gaz ve buhar tabakasına atmosfer denir.
Meteoroloji servisleri yeryüzü’nün her yerinde, hatta okyanusların ortasında demirlemiş gemilerde bile gözlem postaları kurdular. Fakat yalnız yerkürenin yüzeyinde gözlemlenen olayları öğrenmekle yetinemeyecekleri için, yirmi kilometre yükseltideki «troposfer»de de neler olup bittiğini bilmeleri gerekir.
Yüzey gözlemlerinde de yükselti gözlemlerinde de aynı araçlar kullanılır: termometre, barometre, higrometre. Atmosferi incelemek için, kaydedici aygıtlarla donatılan bu gözlem araçları önce balonlara yerleştirilerek atmosfere gönderildi. Fakat ne yazık ki bu «sonda balonları» fırlatıldıksan günlerce sonra geri geliyor ve sonuçlar gecikiyordu. Uçaklar da büyük yükseltilere güçlükle ulaşabildiği için «radyo-sondaj» yöntemi düşünüldü. Radyo sondaj balonunda, normal gözlem araçlarından başka, alınan sonuçları her dakika (balon bir dakikada ortalama üç yüz metre yükselir) otomatik olarak yere ileten bir radyo vericisi bulunur. Yerde gözlem istasyonlarına yerleştirilen radyoelektrik telemetreler ya da daha iyisi radarlar bulutların yerlerini belirlemeye, yoğunluklarını ölçmeye, yolcu uçaklarının gidip geldiği yüksek katmanlardaki hızlarını hesaplamaya yarar.
Bu konuda en büyük aşama, 1960 yıllarında meteoroloji uydularının gerçekleştirilmesiydi. 1,5 m x 0,5 m boyutlarındaki bu büyük yuvarlak kutular, yedi yüz ile sekiz yüz kilometre yükseltide Yer’in çevresinde hiç durmadan dolanırlar. Bu uydular, bulut örtüsünün görüntülerini ileten televizyon kameralarıyla ve özellikle, Yer’in aldığı ve yaydığı kızılaltı ışınları ölçerek hava sıcaklığını değerlendiren yeni bir araçla, «radyometre» ile donatılmıştır.