與此相應，世界氣象組織還製定了全球大氣研究計劃。其中第一次大氣試驗從1977年到1984年引人注目。可以說，這次全球大氣試驗是第一次全球性的係統觀測大氣的嚐試。當時，氣象專家們為第一次全球大氣試驗設計了一個綜合觀測係統，它包括基本觀測係統和特殊觀測係統。基本觀測係統以世界天氣監視網的地麵觀測係統和氣象衛星觀測係統為主。特殊觀測係統是反映在特殊觀測時期所特有的特殊觀測手段。
在第一次全球大氣試驗期間，世界氣象組織150個成員國大約有9200個地麵觀測站每天進行定時觀測；約有850個探空站每天進行1～2次釋放探空氣球活動。在海洋觀測方麵，約使用了五十多艘專業船、7400艘商業船、17架專用氣象觀測飛機、八十多架航空公司的飛機、三百多個定高氣球。我國的實踐號、向陽紅9號探測船參加了這次活動。在氣象衛星觀測係統方麵，有五顆靜止氣象衛星和五顆極地軌道氣象衛星參與了行動。這個規模龐大、組織複雜、經曆時間長的國際性大氣探測活動為世界監視網的建立打下了良好的基礎。
目前世界天氣監視網比較完善，它由三大係統，即全球觀測係統、全球資料處理係統、全球電信係統組成。全球觀測係統已經形成了立體網絡，它有地麵觀測網、陸地海洋觀測網、衛星觀測網；全球資料處理係統包括世界氣象中心處理係統、區域氣象中心資料加工處理係統、國家氣象中心資料加工處理係統；全球電信係統有三級通信線路和三級通信中心。前者包括主幹線及其支線、區域通信網和國家通信網；通信中心包括世界氣象中心、區域通信樞紐和國家氣象中心。世界氣象中心有三個，區域氣象中心有30個。
世界天氣監視網的建立，為大氣探測提供了良好的條件，它必將提高天氣預報水平。隨著科技的發展，新型探測儀器會不斷增加，探測的規模、廣度也會擴大；那時，氣象觀測儀器密切協作、互相配合，組成一個密集的“疏而不漏”的天網，任何大氣現象也休想逃出它的眼睛。
未雨先綢繆——預報
前麵已經說過，在我們的周圍，從地麵到半空中，從海洋到半空中，都有我們辛勤勞動的氣象偵察兵，它們手拉手，一起組成了一張“天網恢恢，疏而不漏”的天氣監視網。可是投入這麼多的人力、物力、財力，到底想幹什麼呢？換句話說，探測大氣是為了什麼目的呢？探測大氣是為了了解大氣的各種狀況，為人們提供各種服務，而這些服務中，最最重要的要數天氣預報。
漫話天氣預報
每天我們收聽中央人民廣播電台的節目，就會知道全國的天氣情況和海洋情況；我們收看中央電視台的天氣預報節目，也能了解全國的天氣形勢，以及部分城市的氣溫……你或許以為天氣預報不過如此，但是天氣預報並不僅僅這些，單就天氣預報的內容就紛繁複雜，品種繁多、有的也許你還聞所未聞呢。
天氣預報按預測時間的長短，一般可分為短期、中期和長期三種。
短期天氣預報，一般隻預測未來三天以內的天氣情況，它要求比較具體、詳細，比如明天有沒有大雨、有多大；後天有沒有風、是幾級；今天氣溫最高是多少度，等等。這就是我們一般從收音機中聽到的天氣預報，特別是當地氣象站播發的天氣預報。
中期天氣預報，一般預測一個星期到一個月以內的天氣情況。可以猜到，它主要預報了一些特別重要的天氣，比如像台風這種災害性天氣。
長期天氣預報，一般指預測一個月以上到一年以內的天氣情況。但是我們知道，氣候是長時期的天氣情況，它反映的是某地一年或一段時期氣象狀況的多年特點。所以一年以上的長期天氣預測，可以看作是氣候預測。它主要預報某些氣象要素在月、季、年相對於其氣候平均狀態的偏差。如這個月的氣溫是偏高還是偏低，今年是幹旱還是雨澇，這個季節降雨量是偏多還是偏少，等等。
天氣預報根據預測的內容不同，可以分為一般性天氣預報和災害性天氣預報。前者就是我們每天可以聽到的有關陰、睛、雨、雪、風向、風力、最高最低溫度等氣象內容的預報。後者又叫警報，隻關注台風、寒潮、霜凍等等。