Взаимодействие солнечного излучения в диапазоне спектра 0,2 - 5,0 мкм с составляющими атмосферы определяется наличием в этой области линий и полос поглощения отдельных атмосферных газов и других компонент атмосферы.

Молекулярное или релеевское рассеяние имеет место, когда размер рассеивающей частицы много меньше длины волны падающего излучения - rм<<λ. Кроме того, рассеивающие частицы являются непроводниками и рассеивают независимо друг от друга. В безоблачной атмосфере вклад молекулярного рассеяния в ослабление солнечного излучения составляет 14 %.

Спектр солнечного излучения обычно делят на несколько широких интервалов в зависимости от взаимодействия излучения с атмосферными компонентами. На схеме слева представлен спектральный ход солнечного излучения на верхней границе атмосферы и на уровне моря. Зачерненные участки означают поглощение излучения, достигшего уровня моря, указанными атмосферными газами в полосах поглощения.

Первый интервал, 0,2-0,4 мкм, где расположены основные полосы поглощения озона (полосы Хартли и Хеггинса), максимум концентрации которого находится на высотах 20-30 км. Взаимодействие излучения с озоном имеет большое значение для энергетики стратосферы и ее циркуляции. Кроме того, в этой области спектра происходит наибольшее рассеяние солнечного излучения в связи с чем потоки, приходящие на земную поверхность, имеют большую рассеянную составляющую.

Вторая область, 0,4-0,7 мкм, так называемая видимая область, которую воспринимает человеческий глаз. На эту область приходиться максимум энергии в спектре излучения Солнца (максимум энергии при λ=0,55 мкм). В этой области расположены полосы поглощения водяного пара и слабые полосы поглощения озона (полосы Шаппюи).

Третья область спектра, близкая инфракрасная область 0,7 - 5,0 мкм содержит полосы поглощения водяного пара и углекислого газа различной силы. На схеме видно, что, например, водяной пар имеет полосы поглощения в интервале 2,5 - 3 мкм, в которой при λ = 2,7 мкм поглощение достигает 100%. В солнечным диапазоне, углекислый газ имеет узкие полосы поглощения при λ = 1,4 - 1,6 мкм и 2 мкм.

В этой области происходит наибольшая трансформация солнечной энергии в тропосфере, обусловленная наличием в тропосфере, водяного пара и других газов.

В длинноволновой области спектра (5 мкм - 50 мкм) в отличие от Солнца, которое представляет собой внешний источник для Земли, атмосфера и земная поверхность являются одновременно источником теплового излучения при своей температуре и поглотителем излучения. Те же атмосферные газы, в зависимости от их спектра поглощения (см. схему), излучают и поглощают тепловые потоки. Водяной пар имеет полосы поглощения в окрестности 7 мкм и 13 мкм и широкую полусу прозрачности в области 8-12 мкм. В длинноволновой области спектра углекислый газ имеет широкую сильную полосу поглощения при λ = 14,7 мкм.