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大气分子和悬浮微粒（气溶胶）在下行和上行的能量传输中，都要产生对能量的散射、吸收和反射作用。
5.2.2.1 大气的吸收作用
大气中的气体分子对太阳辐射和地物的反射能量都有选择性的吸收作用。如图3-3-1的黑网格部分，大气吸收以分子吸收为主。现将大气中的主要成分对入射太阳光谱，或地物反射光谱能量的吸收作用阐述如下：
（1）水蒸气（H2O）：从各种吸收谱线可以看出，在大气中水蒸气的吸收作用最强（图5-2-2）。吸收谱带主要集中在近红外和短波红外部分，如0.70～0.94μm之间有4个吸收峰：0.70～0.74μm间的弱吸收带，0.76～0.82μm间的强吸收带，0.84～0.89μm和0.90～0.94μm间的弱吸收带；在0.94～2.50μm之间有5个很强的吸收谱带：0.94～0.98μm、1.09～1.20μm、1.28～1.46μm、1.80～1.98μm。水蒸气在边界层中含量最多，其次是对流层。从图523的变化曲线可见水蒸气的含量在边界层中随高度的增加快速递减，在对流层中变化相对较缓慢，在大于5km的高度，含量很少且变化极小。
（2）二氧化碳（CO2）：CO2吸收谱带出现在近红外和短波红外范围上（图5-2-2），在1.30～1.60μm间有一些较弱的谱带，在1.80～2.20μm间有很强的吸收谱带。二氧化碳在边界层中含量最多，其次是对流层。
（3）臭氧（O3）：它在大气层中含量很少，主要出现在25～30km的平流层中，密度较大；其主要吸收谱带在0.55～0.65μm之间（图5-2-2），呈中等吸收强度；尽管吸收不太强，但正因为该谱带位于太阳辐射最强烈的辐射峰上，被吸收的能量仍然较多。
图5-2-2 大气中气体分子成分H2O、CO2、O2、O3、CO、NO2和CH4的吸收光谱特征曲线
（Bo?Cai Gao，Kathleen B.Heidebrechtm and Alexander F.H.Goetz，1997）
图5-2-3 标准大气下不同大气模式的水蒸气含量随高度的变化趋势
（Z.Qin，A.Karnieli and P.Berliner，2001）
（4）氧气（O2）：氧气在可见光的0.70μm附近有一明显窄吸收谱，在近红外0.80μm附近有一强而窄的吸收谱带，在短波红外1.30μm附近有一较弱的窄吸收带（图5-2-2）；氧气在边界层中含量最多，其次是对流层中，对流层极少。
（5）CH4、NO2和CO：甲烷CH4在1.70μm有一个很弱的谱带，在2.20～2.45μm出现较强吸收谱带；NO2在2.10μm和2.25μm附近有很弱的吸收带；CO只有在2.35μm附近有一个极弱的谱带。
（6）尘埃和水滴：尘埃对能量的吸收作用较弱，但不是选择性吸收，而是对各种光谱段均有少量吸收。水滴对太阳辐射、岩矿反射能量的吸收主要在0.59μm附近。
在0.40～2.50μm上大气成分的吸收主要发生在近红外和短波红外区，各种成分共同吸收作用造成太阳光谱和地物反射能量的损失，并使太阳辐射能量峰值波长发生了110φ的漂移，由原来的0.48μm向长波0.59μm移动。
5.2.2.2 大气的散射作用
太阳辐射、地物反射能量穿过大气时，将受到大气中气体分子和微粒的散射。散射一方面产生天空光，形成空中蒙雾亮度；另一方面，散射光将均匀地向四周照射，增加了地面照度，或进入传感器的程辐射亮度。按照质点大小，散射分为瑞利（Rayleigh）散射和米氏（Mie）散射。
瑞利散射仅对大气中那些直径远远小于辐射能量波长（小于四分之一波长）的质点起作用。散射的能力与波长的四次方成反比，它是一种选择性的散射。该散射现象仅发生在蓝光波段和红光波段。
米氏散射与瑞利散射不同，它对大气中那些直径大于或等于辐射能量波长（尘埃、水滴、云、雾和烟雾等）的质点起作用。散射能能力与波长无关，是一种非选择性散射。
大气散射是一个十分复杂的过程。有时以瑞利散射为主，有时则以米氏散射为主。散射的程度除了与大气条件有关外，还与太阳高度角，或观测角有关，而太阳高度角又是地理位置、季节和时间的函数。
由于大气中分子、尘埃和气溶胶对太阳光谱，或是对岩矿反射光谱的吸收和散射，必将减少通过大气的辐射能。其减少的程度可以通过大气的透过率（下行时：Tθ（h，λ），上行时：Tv（h，λ））表示，则根据朗伯-布格透射定律（汤定元等译，1979；Vermote，E.et al.，1996；K.Staenz，2002）公式为：
Tθ（h，λ）=exp［∫∫-τhdhdλ］ （5-2-1）
τ=A+B
式中，h为高度，λ为波长，τ为光厚度，A为吸收系数，B表示散射吸收，θ为太阳的天顶角，v为传感器的观测角。
属于。
﹙1﹚大气对短波辐射吸收很少，能让大量的太阳短波透射到达地面，而对地面辐射是极少能透射的。
（2）大气对长波辐射的吸收非常强烈，吸收作用不仅与吸收物质的分布有关，而且还与大气的温度、压强等有关。大气在整个长波辐射段，除8～12μm段外，其余的吸收率基本都接近1.8～12μm处透射率最大，所以这一波段被称为“大气窗口”。这个波段的辐射，正好位于地面辐射能力最强处，所以地面辐射有20%的能量透过这一窗口射向宇宙空间。
（3）大气成分中的水汽、液态水、二氧化碳及臭氧是长波辐射主要吸收者，它们对长波辐射的吸收均具有选择性。
﹙4﹚大气辐射一部分逸到宇宙中，大约有62～64%投向地面，投向地面的这部分大气辐射称为大气逆辐射。
（5）大气辐射为红外线长波辐射。
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