氣象探空，顧名思義，就是探測高空中的氣象數據。具體來講，是利用各種現代科學技術方法與手段，觀測高空大氣中任意高度上氣象要素瞬時分佈的狀況。

地球上發生的各類天氣現象都是大氣運動的反映，對大氣氣象要素的觀測則是描述大氣運動的基礎，氣象科學從古人對天氣變化感性的感官感知發展到現代的天氣氣象業務，經歷了一個漫長的過程。

最初人們僅依靠目測及感受來感性認識天氣變化，隨後人們相繼發明了溫度計、氣壓計、溼度計、風速計等氣象觀測儀器，氣象觀測走向定量化，地面氣象觀測興起。然而僅依靠地面觀測，沒有與天氣系統密切聯繫的空中氣象要素資料，人們就難以深入瞭解和研究複雜的天氣。

1809年，英國人沃利斯和福雷斯首先利用測風氣球探測高空風。1862年格林威治氣象臺臺長格列塞爾與助手在不帶氧氣設備的情況下，一同乘氣球升入8800米高空，進行了高空探測飛行。1864年英國氣象學家首次用繫留氣球下懸掛的氣象儀器進行低空氣象觀測。繫留氣球攜帶自記儀器的方法是早期低空探測的有效手段之一，由於氫氣球的升高性能好、滯空時間長，所以應用得比較廣泛，但氫氣球有易燃易爆的缺點，20世紀20年代又出現了氦氣球。

高空氣象觀測發展到今天，氣球在氣象探空中仍然佔有重要的地位，當前我國氣象部門採用的氣象探空方法是“地面雷達+探空儀”，探空儀依靠探空氣球升空，氣球在空中以300～500米/分鐘的速度上升，探測從地面到高度約40千米的範圍，包括大氣邊界層和自由大氣，測量項目主要有氣溫、氣壓、溼度、風向和風速，此外還包括一些特殊項目，如大氣成分、臭氧、輻射、大氣電場等。

全國有氣象探空觀測任務的氣象站每天進行兩次探空觀測，有特殊氣象保障任務時加密到每天4次探空觀測。這種高空氣象探測的方式缺點在於需要人工操作，兩次探測間隔時間爲12小時，時間跨度大。爲解決這個問題，目前氣象科學家利用遙感原理，研發出自動化的高空氣象探測設備，如多通道微波輻射計可實現自動化無人操作，每5分鐘完成一次高空氣象探測，收集氣象數據。

曾擔任NOAA/ESRL/GSD預報應用室專家、中國氣象科學研究院謝元富教授研究發現，氣象雷達、微波輻射計等遙感設備進行高空氣象探測所反演的高空氣象要素數據，在經過資料同化後作爲數值預報模式的初始氣象要素場數據，可以提升數值預報產品質量，提高天氣預報準確率，比如大氣垂直溼度廓線對數據模擬系統就有重大作用。

但目前自動化高空氣象探測儀器自身也仍存在技術缺陷，除去氣象數據採集硬件、計算方法導致的誤差外，針對不同天氣尺度與強度的天氣系統，儀器設備對時間精度、垂直精度和徑向精度等選項上的權衡選擇，構建最優組合方案上也存在不足。截至2017年底全國僅部署90臺多通道微波輻射計，部分省（市）部署不超過10臺。

2018年4月18日至19日，第三屆微波輻射計及高敏感氣溶膠激光雷達研究與應用技術國際研討會在杭州召開，來自國內高等院校、國外科研所和氣象、環保、海洋等行業部門以及儀器生產企業的150餘名代表參會，會議對多通道微波輻射計和氣溶膠激光雷達在降雪、沙塵等天氣中的分析應用和監控城市污染物演變效果，觀測儀器的誤差分析以及數據資料的質量控制等進行了研討。

“目前國外氣象儀器生產企業在微波輻射計和激光雷達方面有技術優勢，我們現在通過引進國外技術、強化與國內高等院校合作研發將外國技術本土化，形成我國在微波輻射計和高敏感激光雷達方面的技術成果。同時我們會繼續緊跟形勢、拓展思維，搭建多方合作平臺、提供多方面服務。”參會的儀器設備企業負責人介紹道。