大气吸收地面长波辐射的同时，又以辐射的方式向外放射能量。大气辐射的方向既有向上的，也有向下的.大气辐射中向下的部分，因为与地面辐射方向相反，称为大气逆辐射。

大气凭借自身的温度向外辐射能量,为大气辐射。大气辐射中一小部分向上,散失于宇宙空间；其余大部分向下，归还给地面（特别是大气中云层较厚或水汽含量较多时），这部分反射即大气逆辐射。

（1）温室效应

由于大气逆辐射的存在, 使地面实际损失的热量比它以长波辐射放出的热量要少一些。月球则因为没有像地球这样的大气，表面温度变化剧烈。

（2）白天云天气温比晴天低；夜里云天气温比晴天高。

白天多云，云层对太阳辐射的反射作用增强，到达地面的太阳辐射少，所以地面温度比晴天低；夜间多云，由于云层吸收地面长波辐射并使大气逆辐射作用增强，补偿了地面辐射散失的热量，所以地面温度比晴天高。（见图1）

图1 晴天白天和夜晚大气逆辐射示意图

（2）在晚秋和寒冬，霜冻多出现在晴天的夜晚。

晴朗的夜晚，天空没有云，大气逆辐射弱，地面辐射的热量散失大，这样的夜晚地面气温很低，容易出现霜冻。寒冬里人造烟幕能起到防霜冻作用，人造烟幕中含有大量的二氧化碳、水汽、尘埃，能强烈地吸收地面辐射，从而增强大气逆辐射，减少夜晚地面辐射损失的热量，对地面起到保温的作用，所以可以预防霜冻。

大气逆辐射强弱主要取决于大气层的温度和湿度的垂直分布，除此之外与云的状况密切相关，但没有显著的日变化。

云量多，空气湿度大，大气逆辐射强。简单理解就是地面射出的光很容易被云反射回来。

空气洁净，云量少，被大气反射的太阳直接辐射少，大多射到地面，地面辐射加强，大气辐射也跟着加强，大气逆辐射也随之加强。

大气逆辐射由两部分组成：

（1）来自大气本身的热辐射。主要是地面以上1~2 km内的水汽和二氧化碳的辐射；

（2）来自云的热辐射。是云体发射出并经过大气窗口到达地面的长波辐射。

长波辐射表由感应件（黑体感应面和热电堆）、玻璃罩和附件等组成。玻璃罩内镀上硅单晶，保证3微米以下的短波辐射不能到达感应面。