気象観測
一方で、1908年には色の付いた気球を飛ばし、1台ないし複数台の測風経緯儀で目視で気球を追跡して風向・風速を観測する測風気球(パイロットバルーン)観測も始まり、同様に気球を飛ばして雲量を目視で観測する測雲気球観測も行なわれたが、目視観測は天候不順や夜間は観測できないため、夜間は気球に豆電球を点して飛ばしたり、小型の無線発信器を気球に付けて飛ばし、地上で電波の強弱で風向・風力を調べることも行なわれた(現在ではレーウィンゾンデからの電波を自動追跡する方向探知器やGPSゾンデの観測結果により風向・風速を観測することができる)。
1950年代後半以降は気球の特殊観測装置を搭載したオゾンゾンデや露点ゾンデ、観測ロケットで気球で届かない高高度の成層圏全体の観測を行なうロケットゾンデ、台風の目の中に飛行機などから投下して観測するドロップゾンデなども登場している。
日本では1920年8月に高層気象台が創立され、1921年4月に測風気球観測、1925年8月に探測気球観測、1944年9月にはラジオゾンデによる高層気象観測が始まっている。
飛行機の発明により、観測機器を搭載した機体による観測も始まった。旅客機は海上など観測点が無い場所を定期的に飛行するため重要な情報源となっている。