Są możliwe do przeprowadzenia, dzięki pewnej grupie sztucznych satelitów Ziemi (wprowadzonych na orbitę przez człowieka) zwanych meteorologicznym. Satelity meteorologiczne krążą po orbitach okołobiegunowych bądź są geostacjonarne. Orbity geostacjonarne położone są w płaszczyźnie równika ziemskiego i charakteryzują się tym, że okrążający Ziemię satelita ma okres obiegu równy okresowi obrotu Ziemi wokół osi. Z tego względu poruszający się po orbicie geostacjonarnej obiekt znajduje się stale nad tym samym punktem równika. Urządzenia należące do pierwszej grupy poruszają się po orbitach w pobliżu biegunów na stosunkowo niskim pułapie rzędu 700 – 900 km. Przelatują one dwa razy na dobę nad tym samym obszarem. Natomiast satelity geostacjonarne znajdujące się na wysokości około 36000 km nad równikiem, poruszając się z prędkością z jaką kręci się Ziemia, okrążają glob w 24 godziny. Satelity posiadają na wyposażeniu odpowiednią aparaturę do pomiarów własności fizycznych i chemicznych zarówno atmosfery jak również powierzchni Ziemi. Pierwsze satelity meteorologiczne wysyłano na orbitę w latach pięćdziesiątych i sześćdziesiątych przez Stany Zjednoczone. Były to satelity serii Vanguard, TIROS (ang. Television InfraRed Observation Satelitte – satelita obserwacji telewizyjnych i podczerwonych), Nimbus. W latach siedemdziesiątych amerykańska Narodowa Agencja Areonautyki i Przestrzeni Kosmicznej (ang. National Aeronautics and Space Administration – NASA) opracowała i wdrożyła serię satelitów Landsat. Później kolejne państwa, wraz z rozwojem technologii budowały i wysyłały na orbity własne satelity w kolejnych dziesięcioleciach. Obecnie w przestrzeni kosmicznej działają głównie satelity amerykańskie i rosyjskie. Choć swoje misję wykonują również satelity z innych państw takich jak: Chiny, Japonia, Indie czy krajów wspólnoty europejskiej. Wczesne satelity rejestrowały obraz telewizyjny na taśmach, które były zrzucane w pojemnikach wyposażonych w spadochrony. Późniejsze satelity przesyłały obraz z kamer przy użyciu fal radiowych w czasie rzeczywistym. Satelita Nimbus 1 był wyposażony w radiometr (przyrząd rejestrujący intensywność promieniowania elektromagnetycznego danego zakresu długości fal) podczerwony wysokiej rozdzielczości. Radiometr Nimbusa służył do pomiaru temperatury powierzchniowej chmur i kontynentów. Rejestrował podczerwień z zakresu 3,5 – 4,1 μm. Przyrząd posiadał detektor podczerwieni wykonany z selenku ołowiu, układ optyczny, niezbędną elektronikę sterującą, rejestrator taśmowy oraz filtr minimalizujący wpływ pary wodnej i dwutlenku węgla. Energia odbieranego promieniowania była przetwarzana na napięcie elektryczne, które było rejestrowane a następnie przesyłane na Ziemię. Możliwy był pomiar temperatur z przedziału -63ºC ÷  57ºC. Pole widzenia wynosiło ok. 1,5º co odpowiadało 8 km powierzchni. Urządzenie działało na tyle dobrze, że można było obserwować formowanie się burz tropikalnych i układów frontów atmosferycznych.

Rysunek 51. Radiometr podczerwony zainstalowany na satelicie. [35]