ثانيًا- قياسها في الطبقة السفلى "المجاورة لسطح الأرض":
تعتمد دراسة المناخ في أي منطقة على القياسات التي تقوم بها المراصد الجوية لعناصر الجو المناخية المختلفة، وأهمها الإشعاع الشمسي ودرجات الحرارة والضغط الجوي والرياح والتبخر والمطر وغيرها، ويوجد في العالم الوقت الحاضر العديد من محطات الأرصاد الجوية التي تزيد كثافتها بصفة خاصة في الدول المتقدمة عنها في الدول النامية، وخصوصًا الدول النامية الفقيرة التي ما زالت مساحات واسعة منها مفتقرة إلى الرصد الجوي، وحتى المراصد التي أسست بها لم تمض على تأسيسها إلا سنوات قليلة، ولهذا فإن المتوسطات المتوفرة فيها لعناصر المناخ لا تعطي الفترة المتفق عليها دوليًّا لحساب المعدلات المناخية وهي ثلاثون سنة.
وتتباين محطات الأرصاد الجوية في مراتبها، فمنها محطات رئيسية تتلقى نتائج الأرصاد من مجموعة من المحطات الأصغر منها والمنتشرة في منطقة واسعة ولتكن دولة بأكملها، وبعد أن تتلقى المحطة الرئيسية نتائج الأرصاد من المحطات التابعة لها تقوم باستخراج معدلاتها ونشرها، كما تقوم باستخدامها في رسم خرائط الطقس وعمل التنبوءات الجوية.
وبالإضافة إلى قياس عناصر المناخ قرب سطح الأرض فإن المحطات الرئيسية تقوم كذلك بقياس هذه العناصر في المستويات الجوية الأعلى بواسطة جهاز الراديو سوند الذي سبقت الإشارة إليه، والذي يطلق عادة مرة كل يوم حوالي منتصف النهار ليقيس عناصر المناخ في قطاع رأسي ابتداء من سطح الأرض حتى أقصى ارتفاع يستطيع أن يرتفع إليه، وهو لا يزيد عادة على ٣٥ كيلو مترًا.