在越来越大型的城市化过程中，不同源汇和不同机械和热力学相互作用背景下，高塔梯度观测是地表征人类活动、城市建设对城市气象和城市环境变迁影响的观察者和记录者。（Gradient Meteorological Observation System）测量大气中不同高度的风速风向、温湿度、辐射以及不同深度土壤的土壤温度和含水量，适用于不同的下垫面和大气条件， 是边界层气象，农林气象、大气环境监测运用和最基本的观测手段，是以空气动力学理论、Monin-Obukhov相似理论在近地表层的，尤其在垂直方向上以湍流交换为基础的物质和能量的传输规律的研究不可替代的观测系统。在风能评估、大气成分扩散乃至核物质、生化物质的传播和作用机理研究中，高塔梯度系统是的表征空间差异性和时间性的观测系统，是风能预测、污染员环境预报最重要的手段。对于森林生态系统的梯度观测系统，由于森林冠层下的逆梯度现象，以及各种不同植被的相互作用，不同高度的同时观测得以准确地把控细微的空间变异和稳定的时序演替，具有其他系统无法替代的作用。
观测要素：
·不同高度的风速风向
·不同高度的温湿度
·不同高度的辐射
·不同深度土壤的温度和含水量
应用领域：边界层气象、农林气象、大气环境等科研领域。
