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16－17世紀中期，發(fā)明了一系列用以測量地面要素的儀器并投入實際應(yīng)用，如液體玻璃溫度表、水銀氣壓表、雨量器、毛發(fā)濕度表、風杯風速計等等，使大氣探測進入到定量器測的階段。氣象觀測站網(wǎng)的建立和連續(xù)觀測資料的取得，在推動近代天氣學的建立和發(fā)展、提高天氣預(yù)報準確性方面有十分重要的意義。
20世紀20年代，由于無線電探空儀的出現(xiàn)和高空風探測技術(shù)的發(fā)展，使大氣探測由地面擴展到三維空間，40年代以后，探空氣球的探測高度已達到二三十公里，應(yīng)用火箭探測更把探測高度提高到100公里左右。
大氣遙感儀器的發(fā)展和應(yīng)用將大氣探測提高到一個嶄新的階段。40年代初出現(xiàn)了專門的云雨測量雷達，1960年4月美國發(fā)射了顆氣象衛(wèi)星，以后，各種類型的遙感設(shè)備相繼研制和試驗成功，如激光雷達、風廓線儀、微波輻射儀等。這些現(xiàn)代遙感儀器的應(yīng)用和美國、前蘇聯(lián)、中國、日本等國陸續(xù)發(fā)射的一系列氣象探測衛(wèi)星，大大提高了現(xiàn)代大氣探測的水平。
隨著大氣觀測自動氣象站網(wǎng)的改進和提高，精度和效率更高的遙感儀器和設(shè)備的應(yīng)用，即將進行的探空儀的改型換代和GPS測風系統(tǒng)的引入等等，可以預(yù)見，一個以現(xiàn)代化大氣探測儀器裝備起來的新一代大氣探測系統(tǒng)，即將展現(xiàn)在我們面前。