Representación artística de la nave espacial AIM orbitando a la Tierra y realizando mediciones de la mesosfera.
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Reportes televisivos del estado del tiempo por lo general muestran tomas de satélites del manto de nubes. Las cámaras y otros instrumentos espaciales suministran una gran diversidad de información sobre la atmósfera de la Tierra y su clima en constante evolución. He aquí algunos ejemplos de los muchos satélites que estudian a nuestra atmósfera.
Aura fue lanzada el 15 de julio del 2004, y es la tercera de una serie de sistemas de satélites de Observación Terrestre. Aura, al igual que sus hermanos Terra (que estudia a la tierra) y Aqua (que estudia al agua), es una gran nave espacial con diversidad de instrumentos que les permite estudiar los diferentes aspectos de su objetivo, que en el caso de Aura es la atmósfera. Aura se encuentra monitoreando los diferentes niveles de contaminación, dandole seguimiento a la interacción de los gases interplanetarios relevantes para el cambio de clima global, así como observando los niveles de ozono atmosférico.
Desde marzo del 2000, IMAGE (del inglés, Imager for Magnetopause-to-Aurora Global Exploration) ha estado en el espacio estudiando la plasmaesfera de la Tierra. IMAGE monitorea las condiciones de las regiones más bajas de la magnetosfera de la Tierra, especialmente en tiempos de perturbaciones geomagnéticas. Polar, lanzada en 1996, básicamente observa la aurora y la magnetosfera polar. Polar también recoge información sobre la magnetosfera ecuatorial interna. Polar también ha aportado valiosa información sobre el intercambio de energía entre la magnetosfera y la ionosfera.
En 1991, UARS (Satélite de Investigación de la Atmósfera Superior; en inglés: Upper Atmosphere Research Satellite) fue posicionado desde el trasbordador Discovery. Es una plataforma de observación atmosférica general, similar a Aura. Cinco de los diez instrumentos para el estudio de la química y dinámicas de la estratosfera media y superior aún funcionan. Durante sus muchos años de servicio, UARS realizó las primeras mediciones de gases estratosféricos, partículas solares, flujos radioactivos y vientos de la atmósfera superior.
En los años venideros se pondrán en órbita más satélites de observación atmosférica. Después de su lanzamiento, en la primavera del 2005, se espera que COSMIC (Sistema de Observación Metereológica, Ionosfera y el Clima; en inglés: Constellation Observing System for Meteorology, Ionosphere & Climate) comience una misión de cinco años. Este grupo de naves espaciales obtendrán lecturas de temperatura y humedad a lo largo de la atmósfera, mediante el monitoreo de la deflexión de ondas de radio de los satélites militares de GPS (Sistema Global de Posiciones; en Inglés Global Positioning System)por la atmósfera. Se estima que AIM (Aeronomía de Hielo en la Mesosfera; en Inglés: Aeronomy of Ice in the Mesosphere) despegará en septiembre del 2006. Mediante observaciones de las nubes noctilucentes, AIM estudiará los cambios en la mesosfera.
Las últimas misiones nos han ayudado a llegar al grado de conocimiento y comprensión actual de nuestra atmósfera y clima. En febrero de 1998, SNOE despegó (SNOE, Alumno Explorador de Óxido Nítrico; en Inglés: Student Nitric Oxide Explorer) y entró en la atmósfera en diciembre del 2000. Mientras estuvo en órbita, SNOE estudió la termosfera inferior (100-200 km altitud), y su relación con el cambio de clima mediante las mediciones de la densidad y variaciones del óxido nítrico. Una serie de siete satélites Nimbus, que volaron de 1964 hasta 1994, fueron pioneros de muchos instrumentos y técnicas usadas en la observación atmosférica. Otra serie de satélites llamados GOES (Satélites Geoestacionarios de Medios ambientes Operativos; en Inglés Geostationary Operational Environmental Satellite), ha apoyado el monitoreo y operaciones del pronóstico del clima de los EEUU desde que GOES fuera lanzado en 1975. Dos de las naves espaciales, GOES-8 y GOES 10 aún están en uso.
