風箏能夠飛上天，當然可以用於大氣探測。據說，大約在1749年時，攜有溫度表的風箏就到達了雲層深處進行過溫度測量。大家熟悉的科學家富蘭克林也於1725年把風箏升到了雷雨雲中，從而證明了閃電與摩擦生電是一個道理。所以說，風箏在大氣探測史上還有過功勳呢。風箏最大的好處在於它設備簡單、造價低廉、上升容易，但是它的上升高度有限，充其量不過三千多米。再者風箏容易斷線，在地麵建築物和叢林多的地方還不能施放。這樣一來，到19世紀之後，風箏就隻作為玩具形式而存在了。
探空氣球
早期的氣球充滿了熱空氣，後來為了安全，由乳膠製成的氣球出現，灌入適量的氫氣，借助空氣的浮力就可以上升。現代的載人氣球高度已達三十多公裏，是在20世紀60年代創下的紀錄，對於探測大氣的風箏高度來說，是個不小的突破。氣球用於大氣探測大約是在1893年，當時法國使用的是橡膠做成的氣球，上麵攜有氣象儀器升到了16公裏的高空。早些時期，氣球上麵的氣象儀器需要氣球破裂，然後摔下來後才能獲得各種氣象數據；而現代常常使用無線電探空儀器，無需回收。
氣球探測可以分成以下幾種：
一是係留氣球，又稱風箏氣球。它用繩索維係在地麵上，其形狀有的像船，有的像球。氣球上麵都帶有測量溫度、濕度、風向、風速的儀器。這些儀器要麼用無線電發送測得的數據信號、要麼直接采用有線傳輸的方式。係留氣球的高度可以由繩索控製，不過一般隻有幾百米，它主要用於低空大氣的探測。
二是探空氣球。這種氣球下麵懸掛著探空儀。探空儀帶有溫度、濕度、氣壓三個傳感器、轉換器和發射機。氣球升空後，會隨時把測得的氣壓、溫度、濕度等數據轉換成無線電信號，再發送到地麵，地麵再經過信號轉換得出探測結果。探空氣球有的很低，隻能測定2000米以下範圍的大氣物理狀態；有的很高，可達到3萬米的高空。我國的探空氣球可達離地麵2.5萬米以上的位置。
目前全球約有一千多個高空氣象觀測站，每天定時施放探空氣球，由此獲得常規的高空氣象資料。這些資料可以加工成氣象台預報人員使用的高空天氣圖。
三是平衡氣球。它也叫無外力氣球或定高氣球。此氣球施放後，球體可以保持在某一高度上，隨著空氣水平飄移。如果使用經緯儀和測風雷達，就可以判斷其所在的位置；再根據其時間的變化，就可以求出同一高度層的大氣各個氣象數據。
平衡氣球有的定點於平流層上，順著西風帶，可以圍繞地球飄行。平衡氣球的探測儀器和無線電發報機常常靠太陽能電池來供電，其信號則通過衛星直接轉發到地麵接收站。
四是“母球”係統。它包括一個大型氣球和在飄飛途中逐次下投的探空儀。探空儀在下落時一邊探測大氣一邊發報，母球接收到它的數據後，再經過衛星中繼站傳給地麵站。
氣象火箭
火箭有上千年的曆史，但現代火箭投入運用的時間卻不長，至於氣象火箭的使用年限更短。目前使用氣象火箭進行大氣探測的國家有二十多個。一些國家，如美、蘇、英、法、日等設置了許多氣象火箭探測點，建成了全球氣象火箭網，定期發射火箭，互相傳遞信息。我國的探空火箭已能發射到離地麵120～140公裏的高度，在海南省還建有探空火箭發射場。
火箭飛行依靠的是它本身攜帶的固、液體燃料，它的速度快，可以達到上百公裏的高度，因而它填補了氣球和衛星所在高度之間空白區的大氣探測。但是火箭飛行的時間短，儀器因空氣摩擦產生的溫度也高，而且火箭本身需要製導係統，這些都給火箭的大氣探測帶來了不便。為了取得更大的收獲，一些光學經緯儀、高精度氣象雷達、計算機等常常與氣象火箭配合，以彌補氣象火箭的先天性不足。
運用火箭探測大氣的方法有以下幾個：一方麵，火箭在上升途中運用其所帶的儀器直接測量，這種方法常見於早期，現已淘汰；另一方麵，火箭在上升時，可以按時將其攜有的儀器分開，儀器再依靠降落傘緩慢下降，自動測量；還有一個就是火箭在上升或下降時，陸續釋放出不同的儀器。這些儀器有的是探空儀，它們將所測的溫度、濕度、氣壓和風向的數據，通過無線電發射機準確地發回地麵；有的是各種跟蹤物，如納雲、金屬絲、無聲榴彈、帶反射靶的氣球帶，用以測量不同高度的風速、風向等。還有的你怎麼也想不到，它們竟然是取樣瓶，在取得空氣樣品後，能返回到地麵。
氣象火箭的類型有大有小。小的隻測幾種常規要素，大的能探上十種要素。氣象火箭美國有洛基、阿卡斯型號；日本有MT—135型號；英國有大鷗火箭；俄羅斯有MP—100和MMP—06型號等。
多麵手的飛機