当今时代，为获取更加精确的天气气候信息，并且为大气、陆地和海洋等相关研究提供重要数据，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）、欧洲气象卫星开发组织（EUMETSAT）和中国气象局（CMA）等世界各大气象机构在卫星观测的科技角逐中争奇斗艳，不断推陈出新。一方面，不断研发出的新型观测仪器能获取到更高时空分辨率或以往无法获取的天气气候要素，将这些气象要素同化进天气气候模式中显著提高模式的精度；另一方面，气象卫星呈现专业化趋势，各种用于专项观测的新式卫星纷纷上天。气象卫星中的黑科技就需要各大气象机构依据各自的观测目的进行规划和研发，正是在这样的角逐中各种先进科技不断大放异彩。
2016年12月11日，风云四号A星搭乘长征三号乙遥42运载火箭在西昌卫星发射中心成功发射。在风云四号A星搭载的主要载荷中，世界首个静止轨道干涉式大气垂直探测仪格外引人注目。这是地球静止轨道上首个高光谱探测仪，首次实现了静止轨道大气高精度温度、湿度廓线探测，其观测能力是现有观测系统的上千倍。该探测仪有1600多个探测通道，就像CT切片一样，把晴空大气在垂直方向上进行切层，获得大气垂直方向上的精细数据。因此，称风云四号为“能给大气做CT的卫星”可谓名副其实。当大气垂直运动剧烈变化时，其能摸清大气垂直运动的“脉搏”，及时预报强对流天气的发生、发展。
当地时间2016年11月19日，美国新一代静止气象卫星GOES-R在佛罗里达州卡纳拉尔角空军站发射升空。GOES-R肩负美国下一代静止气象卫星的盛名，主要是根据来自其中搭载的两个关键传感器：先进基准图像仪（ABI）和地球静止闪电测绘仪（GLM）。GOES-R是国际上搭载首个闪电成像仪的卫星，可提供每秒200次的西半球雷电场红外图像，探测的时间延迟仅为20秒。闪电一般总是和剧烈天气联系在一起，若能够将延迟很短的GLM数据和模式预报结合起来，不仅仅可以提升预报水平，还能够将预警时间大幅提前。
值得一提的是，我国的风云四号A星也搭载了闪电成像仪，首次实现了我国静止轨道闪电成像观测，可对我国及周边区域闪电每秒拍摄500张照片，为强对流天气的监测和跟踪提供全新的观测手段，提高对雷电和暴雨等灾害预警水平。
2016年11月2日，在日本南部鹿儿岛县的种子岛宇宙中心，H2A运载火箭第31次起航，将日本葵花9号卫星送入太空。葵花9号是正在使用的葵花8号卫星的备份卫星，二者属于同一型号。葵花-8卫星的亮点之一就是明白准确地提出“葵花云”（Himawari Cloud）的理念并应用于卫星数据服务。利用云技术，葵花-8卫星数据在观测开始8分钟之内，第一个扫描数据段（每次HSF图像扫描数据被分为10个数据段，每个数据段含有16个通道数据文件）即可以下载，最后1个数据段的数据在扫描结束后的7分钟内即可下载。借助“云”技术，葵花-8卫星实现了天上观测与地面同步数据获取。（来源：《科技信息快递》）
2016年8月，Aeolus风探测卫星的关键探测器——多普勒测风激光雷达Aladin研制成功。Aeolus卫星由欧洲空间局（ESA）研制，计划于2017年末发射，这将是世界上第一颗专注于全球大气风场层结探测的卫星。Aladin由两支强大的激光发射器、一个大型望远镜和多个非常敏感的接收器共同组成，能够探测出大气垂直面结构和气溶胶和云信息，并提供大量急需的风廓线观测数据，用于模式诊断和数据同化，这一点对于提升热带区域的数值天气预报水平尤其关键。（来源：ESA）
当地时间2016年1月17日，“猎鹰9”号火箭搭载高精密度海洋测高卫星——“Jason-3”在美国加利福尼亚州范登堡空军基地发射成功。该卫星由EUMETSAT、NOAA、法国国家空间研究中心（CNES）、美国国家航空航天局（NASA）联合研制。Jason-3上搭载的雷达高度计每10天能够对地球上95%的无冰海洋进行探测。该系列卫星最早可以追溯到1992年发射的Topex/Poseidon卫星，从那时起的23年来，全球海平面升高了70毫米。Jason-3的海波和海洋表面形貌的测量值将成为海况、洋流数值预报及其他海洋气象学和海洋学必不可少的数据。（来源：NOAA）
2015年2月11日，NOAA的第一颗空间天气卫星——深空气候观测卫星（Deep Space Climate Observatory, DSCOVR）从美国佛罗里达州卡纳维尔角发射升空。DSCOVR搭载的主要空间天气传感器是法拉第杯等离子体传感器，用以测量太阳风的速度、密度和温度，以及用于测量太阳风磁场的强度和方向的磁强计。DSCOVR作为一个遥远的预警前哨，像在太空的海啸浮标，为预报员制作磁风暴预警提供必要的信息。在太阳风暴所生产的粒子袭击地球一小时之前，预报员可提供空间天气预警。（来源：NOAA）
2015年1月29日，NASA将造价9.16亿美元的土壤水分主动-被动探测器（SMAP）送入太空。在3年时间里，SMAP每两到三天对全球土壤（最上5厘米层）湿度进行一次观测，从而提升天气预报和干旱预测的准确性。SMAP的与众不同之处在于，既有高空间分辨率但对土壤湿度不敏感的主动遥感仪器雷达，也有能提供较高土壤湿度准确率但空间分辨率不高的被动遥感仪器辐射计。两种主动和被动遥感资料协同运转，可获得空间分辨率分别为10公里和3公里的土壤湿度和土地融化状态资料。（来源：NASA）
2015年8月6日，全球降水观测计划主卫星观测到台风“苏迪罗”带来的最强降水，每小时达70毫米左右。该图为根据双频降水雷达数据绘制的暴雨3D图，展示了“苏迪罗”内部降水的垂直结构图。
当地时间2014年2月28日，日本在鹿儿岛县种子岛宇宙中心用H2A火箭成功发射全球降水观测计划(Global Precipitation Measurement，GPM)的主卫星。该卫星由日本宇宙航空开发机构（JAXA）与NASA联合研制。卫星搭载了由日本情报通信研究机构研发的高性能雷达——双频降水雷达（Dual-frequency Precipitation Radar，DPR），由Ka-band和Ku-band两部频率不同的降水雷达组成。DPR具有的对降水三维观测和对降水物形态的探测能力，主要靠两束雷达波对降水目标物进行更加透彻的解析而获得。DPR可以通过捕捉大气水滴反射，观测到以往卫星雷达难以探查到的小规模雨雪天气，改善对洪水等极端天气的预报。（来源：NASA,《气象科技进展》）
当地时间2009年1月23日，JAXA用一枚H2A火箭将世界首颗温室气体观测卫星“呼吸”号（IBUKI）发射升空。“呼吸”号的主要载荷为一个温室气体观测传感器（TANSOFTS）和一个云-气溶胶传感器（TANSO-CAI）。TANSOFTS可观测近红外区至热红外区的各个不同波长，观测通道高达18500个左右，可大幅度提高观测精度。TANSO-CAI大多数都用在观测云和气溶胶，以修正其在温室气体观测过程中带来的误差。“呼吸”号每3天就可以收集到全球约5.6万个观测点的最新数据，对几乎整个地球表面温室气体的浓度进行测量。
继日本之后，美国和中国也相继发射全球二氧化碳监测卫星——“轨道碳观测者2号”和“碳卫星”分别于2014年7月2日和2016年12月22日成功发射，成为国际“嗅碳”卫星大家庭的两大新成员。中国“碳卫星”利用高光谱与高空间分辨率二氧化碳探测仪、多谱段云与气溶胶探测仪等探测设备，通过地面数据接收、处理与验证系统，定期获取全球二氧化碳分布图，大气二氧化碳反演精度将优于4ppm，使我国在大气二氧化碳监测方面跻身国际前列。（来源：JAXA，CMA）
