地面辐射是地表面这种以其本身的热量日夜不停地向外放射辐射的方式。由于地表温度比太阳低得多，地表面平均温度约为300K，因而，地面辐射的主要能量集中在1～30微米之间，其最大辐射的平均波长为10微米，属红外区间，与太阳短波辐射相比，称为地面长波辐射。
大气辐射指的是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，大气这种向外放射能量的方式，称为大气辐射。由于大气本身的温度也低，放射的辐射能的波长较长，故也称为大气长波辐射。由于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。
当天气晴朗的时候，地面受到的太阳辐射多，地面温度高，地面辐射也加强。因此，大气吸收地面辐射也被加强，随之而来的是大气辐射跟着加强。在晴朗的天气里，天空中的云量少，大气逆辐射就弱;天空中云量大，阴天大气逆辐射就强。冬季多云的夜晚比晴朗的夜晚温暖一些就是如此;霜冻经常出现在深秋、初冬晴朗的夜晚，就是因为这个季节气温较低，加之天气晴朗大气逆辐射弱，大气还给地面的热量少，近地面气温低，出现霜冻.
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