Un sondage atmosphérique est la représentation graphique du profil vertical de l'atmosphère, montrant comment varient la température, le point de rosée, l'humidité, la direction et la vitesse du vent avec l'altitude. Il s'obtient en lançant une radiosonde attachée à un ballon qui monte de la surface à la stratosphère (25-30 km), transmettant des données chaque seconde par radio.
Le sondage est représenté sur un diagramme thermodynamique (Skew-T/Log-P, Stüve ou émagramme) où l'axe horizontal montre la température et le vertical la pression (altitude). La courbe de température de l'air et celle du point de rosée révèlent des informations cruciales : lorsque les deux lignes sont proches, l'air est presque saturé (nuages probables) ; lorsqu'elles divergent, l'air est sec. L'énergie potentielle convective disponible (CAPE) indique le potentiel d'orages : des valeurs supérieures à 1 000 J/kg signalent une convection forte.
Le réseau mondial de sondages (coordonné par l'OMM) effectue des lancements à 00 et 12 UTC depuis environ 800 stations. En Espagne, l'AEMET exploite des stations de radiosondage à Madrid, Barcelone, La Corogne, Santander, Tenerife, Palma et Murcie. Les données alimentent directement les modèles météorologiques et sont essentielles pour prévoir le cisaillement du vent et le risque de temps violent.