Sve vremenske pojave javljaju se kao prvo zbog razlika u temperaturi između pojedinih područja na Zemlji, odnosno u njezinoj atmosferi. Kad tih razlika ne bi bilo, ne bi bilo ni uvjeta za stvaranje vremenskih pojava. U tom slučaju bi posvuda bilo jednako vrijeme. Razlike u temperaturi Zemlje nastaju zbog nejednolika zagrijavanja pojedinih područja.

 

Najveće su razlike u temperaturi između područja na ekvatoru i na polovima, i u njima valja tražiti glavne uzroke različitosti klime Zemlja i uzroke opće cirkulacije u atmosferi. Zbog toga se proučavanju atmosfere pridaje posebna važnost, i ono je jedan od glavnih zadataka meteorologije. S razvojem tehnike razvijala su se i sredstva za aerološka mjerenja. Izrađuju se i puštaju u atmosferu zračni zmajevi (18. st.), aerostati (1804.), baloni-sonde (1892.), radio-sonde, pilot-baloni, meteorološki zrakoplovi, stratostati, meteorološke rakete i umjetni sateliti. Za određivanje donje granice oblačnog sloja upotrebljavaju se meteorološki reflektori.

 

Meteorološki radari sve se više upotrebljavaju za ispitivanje i motrenje atmosfere. Upotreba satelita za meteorološka motrenja do sada je najveće dostignuće u razvoju sinoptićke meteorologije. Za kratko vrijeme i u bilo kakvim vremenskim uvjetima ti sateliti mogu na Zemlju poslati podatke o elementima atmosfere.