먼 옛날부터 인간은 하늘을 나는 새를 보고 푸른 창공을 올라가 보고 싶은 생각을 가졌다. 이 꿈은 1783년 6월 15일 프랑스의 몽골피에 형제가 처음으로 열기구를 이용하여 하늘로 오름으로써 꿈의 실현을 보게 되었다.

그 다음해 미국의 제프리스는 수소를 사용한 기구를 타고 상공 기상관측을 시도했고, 1862년 미국의 글래셔는 자유기구를 타고 고도 8,900m까지 상승해 상공의 기상을 관측했다.

그러나 고도가 너무 높아지자 기압이 낮아지고 공기의 밀도가 작아져 눈이 침침해지고 몸이 움직일 수 없게 됐으며 결국에는 기절할 상태에 이르렀다. 그러자 입으로 줄을 끊고 기구의 수소를 뽑아내고 고도를 내리는데 성공해 구출되기도 했다.

인간은 산소를 호흡하며 살고 있어서 상공으로 갈수록 기압이 떨어지고 산소의 분압이 낮아지므로 활동이 둔해진다.

3,000m정도까지 이르면 그렇게 큰 장애는 없으나 그보다 더 높게 오르면 고산병에 걸리는 사람이 발생하게 된다. 그 이상 오르기 위해서는 산소를 흡입하지 않으면 보통 사람으로는 무리이다.

지상부근의 공기중 산소 분압은 210hPa 정도인데 3,000m 높이에서는 약 150hPa 고도, 즉 약 14,000m까지는 오를 수 있게 된다.

더욱 높이올라 19,000m 정도가 되면 기압은 64hPa이 된다. 인간의 체온이 37℃정도에서 이 기압에 이르면 폐속에 있는 물의 포화 증기압과 같게 되어 비등을 시작하므로 살 수 없게 된다.

따라서 이 고도 이상오르기 위해서는 밀폐된 공간을 만들고 그속의 기압이 내려가지 않도록 할 필요가 있다.

제트기는 1만m 이상의 상공을 날기 때문에 기밀실을 하고 밖의 공기를 압축해서 실내로 들어보내 기압을 700hPa 정도, 고도는 약 3,000m 상태로 해둔다. 상층의 기상을 관측하기 위해서는 기구에 관측기기와 송신기를 부착해 비양시켜 관측 결과를 전파로 지상에서 수신하는데 라디오 존데가 그것이다.

이것으로 관측할 수 있는 고도는 보통 30km 까지인데 이 고도에 이르면 기압이 12hPa 정도가 돼 그 보다 높게 오르기 위한 부력을 얻기가 어려워지고, 또한 그 부근에 이르면 오존층에 들어가므로 산화작용이 강한 오존이 많아서 풍선의 재질이 약해서 파열되고 말기 때문이다.

그보다 상공을 관측하기 위해서는 소형로켓을 이용하여 고층 기상 관측 장비를 탑재하면 고도 60km 정도까지 기상을 관측할 수 있다.