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观测气球是一种用来查探军事情报或搭载炮兵观察员的气球，也被称作侦察气球、间谍气球或监视气球。期间它们于法国大革命战争时期开始使用，第一次世界大战期间达到其顶峰，然而，它们到今天仍有有限度的使用。
观测气球早期以氢气填充。1880年间，一名法国上校，勒纳尔用了一辆拖车来开发观测气球的移动系统。1914年，法国著名工程师阿尔贝‧卡科设计了更符合空气动力学的模型，得效能大大提高。1914年至1918年，第一次世界大战期间，不论是同盟国还是德国，都有使用观测气球，而其位置一般为前线后面几英里。当观测气球受到攻击时，其中的观察员经常使用降落伞来撤离他们的气球。为了避免氢气爆炸可能做成的后果，观测气球于第一次世界大战后往往填充非易燃的氦气[1]。
通常情况下，气球会被拴在连接到绞盘的钢缆之上，再将其送至所需的高度，通常高于3,000英尺（914.4公尺），并于观察结束时拉回。
第一个用于军事的观测气球是法国大革命战争期间由法国航空兵团在弗勒吕斯战役升空。[2]最古老而又尚存的观测气球名为勇敢，现存于维也纳博物馆中。南北战争中双方皆有使用，[3]普法战争期间亦有继续使用。[4]
1867年7月8日，巴拉圭战争中一名阿根廷陆军航空兵使用了一颗气球。[5]
1885年，皇家工程师在远征贝专纳和萨瓦金之时，首次部署观测气球。他们亦于第二次布尔战争中部署了一些观测气球让炮兵观察员乘坐。
第一次世界大战是观测气球的顶峰。英军虽然有19世纪后期在非洲使用观测气球的经验，却仍使用较落后的球形气球。这种气球很快就被开始意大利和后来法国的版本所取代，因为它们能飞得高之馀，亦能于恶劣天气中操作。[6]第一次世界大战之时，火炮已发展至能向地面观测人员看不到的地方开火。然而，高高在上的气球能看到更多更远。这使火炮能增加的其射程而不怕打伤友军。气球于海陆两方面皆有部署，以：
成语：“气球升空了！”（英语：The balloon's going up!）表示观察气球的上升代表著一个准备的进攻轰炸。
英军观察气球的例子有HMS马尼卡及HMS海克特。
由于其作为观测平台的重要性，气球受到高射炮和巡逻战斗机的保护。攻击观察气球是一个冒险的行动，但亦是一些飞行员津津乐道的挑战。其中最成功的叫作气球破坏者，包括比利时的威利‧可宾、德国的弗里德里希‧里特尔‧冯‧罗斯、美国的弗兰克‧卢克等。
第一次世界大战时期的观察员，一开始广泛使用降落伞，远远早于他们后来采用固定翼飞机。这种降落伞较接近原始型，一个装著降落伞的袋子挂在气球之上，其中的降落伞则靠绳子连接到观察员的腰上。当观察员从观察气球中跳出时，较短的导流罩线先被扯出，继而是降落伞的主体。德国首先大规模采用这种类型的降落伞，后来英国和法国亦跟随。[8]
第二次世界大战中观测气球亦有大批使用，主要是美国海军用于反潜工作。 [9]
观测气球亦于冷战期间起了相当的作用。例如，美国使用高空观测气球来监视苏联核试验。
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