정확한 일기예보와 대기 상태를 이해하기 위해서는 지상뿐만 아니라 상층의 기상 상태까지 파악해야한다. 이를 위해 기상청은 포항, 백령도, 강릉, 흑산도, 국가태풍센터, 창원에서 지상으로부터 30km이상 상공까지의 기압, 기온, 습도, 풍향·풍속을 레윈존데로 하루 2회(오전 9시, 오후 9시) 관측하고 있다. 특히, 포항은 WMO의 고층기후관측소(GUAN)로 지정되어 고층기후관측을 수행하고 있다. 공군에서도 오산과 광주에서 하루 4회(오전 3시, 오전 9시, 오후 3시, 오후 9시) 관측하고 있다.
연직바람관측장비는 VHF대(30∼300㎒)와 UHF대(300∼3,000㎒) 전파를 대기중으로 발사하고 대기 난류에 의해 후방 산란된 전파를 수신하여 지상에서 5㎞ 고도까지 바람 및 대기상태를 측정하는 장비이다.
기상청에서는 고층 바람관측의 시간 및 공간분해능 향상을 위해 연직바람관측장비(1,290㎒)를 2003년부터 2007년까지 파주, 군산, 강릉, 창원, 원주, 추풍령, 철원, 울진, 해양기상기지(북격렬비도) 등 9개소에 설치하여 10분 간격으로 자료를 산출하고 있으며, 2017년에 강릉과 파주의 관측장비를 교체하였다.
라디오미터는 일정한 고도에서 방출되는 마이크로파 영역의 에너지 강도를 측정하여, 지상에서 10 km 고도까지 기온, 습도, 액체물량 등의 연직분포를 관측하는 장비이다.
기상청은 상층의 기온, 습도 등의 시·공간분해능 향상을 위해 윈드프로파일러와 동일한 장소에 설치하여 통합고층기상관측망을 구축하였으며, 10분 간격으로 자료를 산출하고 있다.
상단부터 기구-낙하산-휠레-라디오존데 순서로 연결된 형태