Massa
udara yang meninggalkan daerah sumbernya akan mengalami perubahan
sehingga sering membuat kesulitan bagi pengamat untuk mengenalnya.
Sebagai contoh, jika massaudara terbentuk di atas permukaan dingin
yang bergerak melalui lautan panas maka suhu dan kadar airnya akan
meningkat. Kondisi permukaan setempat yang diciptakan oleh arus laut
atau relief menyebabkan perbedaan nilai suhu dan kelembaban pada
bagian bawah massa udara. Karena itu perlu menganalisis kondisi udara
atas dan memahami proses yang menyertai perubahan sifat massa udara
melalui pengamatan udara atas dengan bantuan balon pilot, roket,
satelit, radar, atau radiosonde. Balon pilot ialah sebuah balon yang
diisi dengan gas yang lebih ringan dari udara sehingga dapat bergerak
ke atas dengan kecepatan yang dapat dianggap tetap.kecepatan gerak
horizontal dari balon dianggap sama dengan kecepatan angin.
Peluncuran baon terus diikiuti dan antar selang waktu tertentu
kedudukannya, diamati dengan teodolit. Dengan menganggap kecepatan
vertical balon adalah tetap, maka dapat ditentukan arah dan kecepatan
horizontal balon pada setiap ketinggian yang menyatakan arah dan
kecepatan angin pada ketinggian tersebut.
Pengamatan
dengan memakai wahana roket dan mencapai ketinggian sekitar 60 km.
pada saat tertentu setelah diluncurkan , roket dalam perjalanannya
melemparkan dan meledakkan sejumlah granat. Dengan mendeteksi saat
tibanya gelombang bunyi, yang bergantung pada suhu, maka dapat
dituturunkan besarnya suhu pada lapisan atmosfer atas. Ada dua macam
satelit cuaca yaitu satelit polar dan satelit geostasioner. Orbit
satelit polar lewat diatas kutub, sedangkan satelit geostasioner
berada diatas ekuator dan beredar dengan kecepatan sudut yang sama
dengan rotasi bumi.kedua satelit cuaca tersebut mempunyai saluran
cahaya tampak dan inframerah, bahkan beberapa satelit mempunyai
saluran absorbs uap air. Pemotretan satelit cuaca menunjukkan keadaan
perawanan baik penyebaran, macam, dan ketinggian awan.
Radar
cuaca telah beroprasi sejk perang dunia kedua berakhir. Radar
berfungsi menentukan arah dan jarak serta mengenal karakter objek.
Dalam meteorology istilah objek diartikan sebagai sesuatu yang berada
di atmosfer yang dapat mengembalikan sejumlah daya ke penerima radar.
Komponen utama dari radar cuaca terdiri atas pemancar, antenna,
penerima, dan indicator. Radar cuaca berdasarkan prinsip bahwa
gelombang elektromagnetik menjalar dengan kecepatan cahaya sebesar 3
x 108 m/det. Frekuensi gelombang radio elektrik yang diapakai di
dalam radar meteorology antara 1,5 sampai lebih dari 30 GHz. Misalkan
kecepatan propagasi gelombang radio elektrik adalah c, dan frekuensi
radar f, maka panjang gelombang radar dapat ditulis
Dalam
praktek kita membagi spectrum gelombang mikro ke dalam beberapa pita
(band). Radiosonde terdiri atas kotak yang terdiri atas pemancar
radio dan sensor untuk tekanan, suhu, dan kelembaban nisbi. Hasil
pengamatan dikirim ke stasiun pengamatan dalam bentuk sinyal radio.
Radiosonde dinaikkan dengan sebuah balon yang diisi gas yang lebih
ringan dari udara. Sampai pada ketinggian tertentu balon ini akan
pecah dan radiosonde akan akan turun dengan parasut yang telah
terpasang. Selain data tekanan, suhu, dan kelembaban udara, diperoleh
juga informasi tambahan data kecepatan dan arah angin dengan memakai
radar yang mengikuti lintasan balon.
Pengidentifiksian
massa udara didasarkan pada tiga jenis informasi:
Sejarah perubahan udara pada waktu meninggalkan daerah sumbernya
Karakteristik horizontal pada paras tertentu lapisan udara atas
Sebaran suhu, angin, dan kelembaban udara ke arah tegak
Peta
cuaca menunjukkan sebaran horizontal dari undur cuaca pada atmosfer
atas. Peta ini mengidentifikasikan massa udara dan dipakai untuk
menganalisis arah dan kecepatan angina yang berguna dalam menentukan
gerak massa udara dan dalam perencanaan penerbangan. Analisis suhu
dan kelembaban udara dari pengukuran radiosonde merupakan dasar
peramalan cuaca terutama awan, hujan, dan badai guruh.