本书介绍了用于大气探测的高质量仪器的基本科学原理。讨论了在实际大气环境监测中使用的各类传感器，特别是用于地表的探测系统中的传感器。还介绍了使用气球探空提供丰富的大气数据。为了详细阐述所使用的探测技术，包括典型和特殊情况下许多大气探测实际的例子，讨论电子信号处理，数据采集和精确测量所需的数据处理原理。可将大气探测的悠久历史放在现代气候科学的要求的背景下，通过建立物理科学仪器记录并期待新的探测器和记录技术。

详细介绍了地面气象观测工作的组织、业务观测站的分类及对观测场地和观测仪器的基本要求，包括观测任务、项目、程序、时制、日界和对时，云、能见度、天气现象、温度、湿度、气压、地面风、降水、蒸发、日照时数、地面状态、自动气象观测系统、辐射观测、高空测风的观测方法、观测步骤和注意事项，以及报表编制、记录处理、气象仪器计量检定、缺测和不完整记录的处理统计等。

《气象与大数据》对大数据技术在气象领域的应用进行探讨，叙述气象预报预测的基本概念与特征、发展历史与趋势，大数据的内涵特性、核心技术和气象应用潜力，气象数据的属性特性和大数据价值，气象业务的数据全生命周期的模式方法以及大数据时代的发展需求等；提出气象大数据规划治理的思路方法；从信息基础平台、分析与应用、挖掘与融合等不同层面设计气象大数据系统；给出气象大数据发展的思考和建议。

全书共分12章，分别介绍了温度、湿度、气压、气流、辐射能等的测量原理技术、方法和手段，并详细介绍了天气现象的仪测、现代自动气象观测系统、高空温湿压的无线电探空仪探测法等。