L'année 1892 apporte à la recherche atmosphérique l'instrument dont elle a besoin pour explorer la moyenne atmosphère : le ballon-sonde. L'idée de son inventeur, Gustave Hermite, est simple : lancer des ballons " non montés ", c'est-à-dire sans aéronautes, mais munis d'instruments enregistreurs, qu'il faudra récupérer une fois retombés au sol. Le premier travail consiste logiquement à lancer de petits ballons et à vérifier qu'il est possible, dans une France encore très rurale, de les retrouver rapidement.

Lancement du ballon l'Aérophile, en 1893

Campagne de mesures en altitude à bord du navire Otaria, dans les années 1900 (Photo Météo-France)

Hermite lance le 17 septembre 1892 son premier ballon-sonde en papier enduit de pétrole, mesurant quatre mètres de diamètre. À son bord, un " baromètre-témoin à mercure " de 1,2 kg, qui sera plus tard remplacé par le météorographe, un nouvel instrument qui mesure et enregistre la température et la pression de l'air.

C'est grâce à des ballons-sondes que Teisserenc de Bort découvre qu'à partir de 10 km d'altitude, la température cesse de décroître. Il met ainsi en évidence l'existence de la stratosphère.