熱帶氣旋多在遠離陸地的海洋上發展，相關的實測氣象數據往往很稀疏，例如來自島嶼氣象站、浮標等。熱帶氣旋的定位、強度及結構分析很大程度上基於以衛星、雷達為主的遙感觀測數據，雖然這些觀測的範圍廣、密度高，但仍無法取代風暴內部實測數據的重要性。

自2009年開始，天文台與政府飛行服務隊開展勘察飛行任務，利用機載的氣象數據量度系統採集飛行途中的氣象數據， 2011年合作擴展至飛近南海熱帶氣旋收集數據 ^[1]。在2016年9月對熱帶氣旋鮎魚的探測任務中，天文台首次使用下投式探空儀進行氣象實測；此後對山竹、蘇拉、韋帕、樺加沙等對香港構成嚴重威脅的颱風，亦曾進行下投式探空任務。

下投式探空任務通常在海平面以上十公里或更高的空域進行，探空儀透過機身後方的專用管道投放。探空儀內置全球衛星定位系統（GPS）天線和接收器、氣象數據感測器，以及其他零部件（圖一），以收集熱帶氣旋附近不同高度的氣象資料，包括風向、風速、溫度、濕度和氣壓，其中高空風是透過GPS追蹤探空儀隨周邊氣流移動所計算出來的。探空數據會實時以無線電發射裝置傳送至飛機。另外，探空儀的降落傘可減慢下降速度，使測量的資料更充足和穩定，探空儀從投放至降落海面一般需要十多分鐘。

熱帶氣旋內不同高度的數據有助分析其三維結構，而接近海平面的風向風速和氣壓尤為重要，對判斷風暴的位置、強度和風場有極大幫助。在2025年超強颱風樺加沙的探測任務中，9月23日上午一個距離風暴中心約120公里的探空儀錄得颶風程度的近地面風速，顯示樺加沙的颶風範圍相當廣闊（圖二），數據對天文台其後發出十號颶風信號的決定發揮關鍵作用。探空儀的數據也可以融入數值預報模式，研究顯示能提升熱帶氣旋強度及路徑預測的準確度 ^[2]。

下投式探空儀的數據會發放至世界氣象組織旗下的全球電訊系統，供全球各地的氣象部門及數值預報中心使用，亦會利用數據專線傳送到內地氣象單位及科研機構，以期為颱風預測及防災工作提供有力支持。2024年初起，天文台積極與中國氣象局、上海颱風研究所和亞太颱風研究中心合作，進行飛機協同觀測，擴大觀測範圍和增加觀測數據量。

熱帶氣旋探測任務存在一定風險，雖然熱帶氣旋的氣旋性環流及螺旋雨帶主要在對流層中低層，但在十公里或以上的高空，飛機仍有機會遇上湍流、冰雹和結冰。每次飛機探測任務的順利完成，都離不開飛行服務隊人員在極端天氣環境下的專業操作，這些寶貴的實測數據為科學決策和防災減災提供了堅實基礎。