觀測斜視能見度，尚缺少有效的儀器，只能根據水平能見度來推斷。大氣湍流可以使飛機在飛行的產生瞬間的或長時間的顛簸，當湍流尺度和飛機的尺度相當時，顛簸是劇烈。飛機對湍流的響應同飛行速度、飛行姿態和翼載荷等有關。強烈的湍流可使飛機失去控制，甚至因過載造成機身結構的變形或斷裂。對飛行影響較大的是晴空湍流、低空風切變和地形波。
晴空湍流是壹種小尺度的大氣湍流現象，多出現在5000米以上的高空。經常發生在急流區最大風速中心附近風速切變最大的地方，其鉛直厚度只有幾百米到千余米。晴空湍流能造成持續性的飛機顛簸，由於它不伴有可見的天氣現象，飛行員難以事先發現。對飛行的影響較大。晴空湍流的物理機制，還不十分明了，還沒有實用的預報方法。曾有人研究用紅外線或激光探測航線前方的晴空湍流的機載儀器，但尚處於試驗階段。
低空風切變是發生在高度幾百米以下的風切變。由於它影響飛機的空速，改變了升力，而使飛行高度突然發生變化，往往使已降低高度和正在減速著陸的大型飛機發生嚴重的飛行事故。雷暴、低空急流和鋒面活動是形成低層風切變的主要天氣條件。來自雷暴或對流性單體的強烈下種氣流，伴有強烈的風切變，這種現象的時間和空間尺度都非常小，對它的探測和預報都比較困難。
地形波是氣流經過山區時受地形影響而形成的波狀的鉛直運動。氣流較強時鉛直運動也比較強烈。弗爾希特戈特根據氣流和風的鉛直分布，將地形波分成層流、定常渦動流、波狀流和滾轉狀流等四種類型。地形波中的鉛直氣流可使飛機的飛行高度突然下降，嚴重的可造成撞山事故；地形波中強烈的湍流，可造成飛機顛簸；在地形波中鉛直加速度較大的地方，可使飛機的氣壓高度表的指示產生誤差。在日常預報業務中還不能對地形波做出定量的預報。
飛機飛經含有過冷水滴的雲、凍雨和濕雪區時，飛機表面的突出部位，有結冰的現象。積冰將改變飛機的氣動外形，增加飛行阻力，耗費燃油，並將使皮托特靜壓系統儀表和通信設備失靈。飛機結冰與雲中的含水量和溫度有關，對於螺旋槳飛機來說，最容易發生結冰的氣溫是-10℃左右，在-30℃～-40℃左右有時也容易發生結冰。對於噴氣飛機來說，高速飛行的動力增溫，使機身表面溫度高於大氣溫度，因此發生結冰的氣溫與飛行速度有關。積冰曾經是威脅飛行安全的主要問題之壹。50年代以後，飛機的巡航高度壹般都已高於容易發生結冰的高度，而且機上都有防冰裝置和除冰裝置，但在起飛、爬高、空中盤旋和下滑時，仍然可能遇到比較嚴重的積冰。
雷暴是壹種發展旺盛的強對流性天氣。雲中氣流的強烈鉛直運動，可使飛機失去控制；雲中的過冷水滴，可造成嚴重的飛機結冰；冰雹可打壞飛機；閃電對無線電羅盤和通信設備，造成幹擾和破壞；雷擊能損傷飛機的蒙皮。因此雷暴區歷來被視為“空中禁區”，禁止飛機穿越。自從天氣雷達出現以後，人們能夠及時而準確地發現雷暴，並對其進行監視和避讓。現代飛機使用了大量的電子設備，特別是控制飛行狀態的電子計算機，雷電對這些設備能造成嚴重的破壞，直接影響飛機正常航行。雷暴屬中小尺度天氣系統，還難以準確預報。
高空風和氣溫的時間、空間分布變化較大，實際大氣溫度和飛機設計所依據的標準大氣溫度也有很大差異。在高速飛行的情況下，氣溫的變化引起空氣壓縮性的改變，影響飛機的空氣動力特性。在制做長途航線飛行計劃時，為了縮短飛行時間和節約燃油，必須根據高空風和實際大氣溫度的觀測資料和預報選擇最佳航線、最佳的飛行高度和飛行速度。
此外，地面風向風速特別是大風和風的陣性變化，對飛機的起飛著陸有著嚴重的影響。這也是航空氣象學研究的課題。航天飛行器在發射時要了解場區的風、氣溫和雷暴的分布，返回大氣層時要根據大氣的溫度、密度選定再入的角度和高度，航天飛機在著陸時也需要精確的航空氣象情報。
飛機性能的進壹步提高，自動飛行技術的逐步實用化，出現了“全天候”飛行問題。飛行活動和氣象條件之間正在從氣象條件決定能否飛行，變為在復雜氣象條件下如何飛行。全天候飛行系統仍然需要按照實際大氣條件來調整系統的工作狀態，在起飛和著陸時對氣象數據的要求更高了。
在未來的航空活動中，除了低能見度，斜視能見度、大氣端流、雷暴、高空氣象條件的探測和預報仍需逐步解訣之外，形成強烈擾動和危害飛行的中，小尺度天氣系統的預報方法，高速處理、傳輸並顯示大量氣象情報的高功能自動化航空氣象服務系統，人工影響或改變妨礙飛行的天氣過程的理論和方法，都是航空氣象需要進壹步探索和解訣的問題。