长波辐射，指大气发射的能量主要集中在4~120微米波长范围内的辐射。
概念
地球-大气系统所处的温度为200~300 K，在这样的温度条件下，地面和大气的辐射能主要集中在4~120μm之间，均为肉眼所不能看见的红外辐射。因为比太阳辐射的波长(0.15～4微米)要长得多，所以气象学习惯上把地面和大气的辐射称为长波辐射。
特点
与太阳的
短波辐射相比，长波辐射在大气的传播过程中有以下特点：
（1）辐射源：地球和大气。
（2）通过大气的任一平面射出具有各个方向的漫射辐射。
（3）大气对长波辐射的
散射削弱作用极小，可以忽略不计（云和尘埃等大颗粒较多的情况除外）。因而研究长波辐射的时候，往往只考虑吸收作用，而忽略散射。
（4）大气削弱辐射的同时，也在放射辐射，有时甚至其放射的辐射会超出吸收的部分，因此必须将大气的放射与吸收同时考虑。
长波辐射在大气中的传输是漫射辐射，是在无散射，但是既有吸收又有放射的介质中的传输。
地—气系统中的长波辐射
在地球辐射中，由地面向上发射的长波辐射称为
地面辐射或地面射出辐射，大气发射的长波辐射称为大气辐射，大气向下发射的长波辐射称为
大气逆辐射。
（1）地面辐射（ground radiation）
地球表面在吸收太阳辐射的同时，又将其中的大部分能量以辐射的方式传送给大气。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，称为地面辐射。
地面的辐射能力，主要决定于地面本身的温度。由于辐射能力随辐射体温度的增高而增强，所以，白天，地面温度较高，地面辐射较强；夜间，地面温度较低，地面辐射较弱。理论和实践证明：物体的温度愈高，则辐射波长愈短；物体的温度愈低，则辐射波长愈长。
（2）大气辐射（atmospheric radiation）
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。
（3）大气逆辐射 (atmospheric counter radiation)
大气辐射的方向既有向上的，也有向下的。大气辐射中向下的那一部大气辐射部分，刚好和地面辐射的方向相反，所以称为大气逆辐射。大气逆辐射是地面获得热量的重要来源。
由于大气逆辐射，地面实际损失的热量比地面长波辐射放出的热量少一些，大气的这种保温作用称为大气的
温室效应。这种大气的保温作用使近地表的气温提高了约18℃。
作为对比，月球因为没有像地球这样的大气，因而表面的温度昼夜变化剧烈，白天表面温度可达 127℃，夜间可降至 -183℃。