在越來越大型的城市化過程中，不同源匯和不同機械和熱力學相互作用背景下，高塔梯度觀測是地表征人類活動、城市建設對城市氣象和城市環境變遷影響的觀察者和記錄者。（Gradient Meteorological Observation System）測量大氣中不同高度的風速風向、溫濕度、輻射以及不同深度土壤的土壤溫度和含水量，適用于不同的下墊面和大氣條件， 是邊界層氣象，農林氣象、大氣環境監測運用和最基本的觀測手段，是以空氣動力學理論、Monin-Obukhov相似理論在近地表層的，尤其在垂直方向上以湍流交換為基礎的物質和能量的傳輸規律的研究不可替代的觀測系統。在風能評估、大氣成分擴散乃至核物質、生化物質的傳播和作用機理研究中，高塔梯度系統是的表征空間差異性和時間性的觀測系統，是風能預測、污染員環境預報最重要的手段。對于森林生態系統的梯度觀測系統，由于森林冠層下的逆梯度現象，以及各種不同植被的相互作用，不同高度的同時觀測得以準確地把控細微的空間變異和穩定的時序演替，具有其他系統無法替代的作用。
觀測要素：
·不同高度的風速風向
·不同高度的溫濕度
·不同高度的輻射
·不同深度土壤的溫度和含水量
應用領域：邊界層氣象、農林氣象、大氣環境等科研領域。
