【思路】
A项,地面气象雷达是对云层中雨雪等情况的观测;B项,地上气象观测站负责采集数据;C项,气象卫星负责监测大范围内的气象变化;D项,根据“气象卫星……主要负责监测大范围区域内的气象变化,特别是台风一类的灾害性气象事件”可知,表述正确。
因此,答案为D。