במקביל לאטמוספירה סופגת קרינת גל ארוך על הקרקע, היא מקרינה אנרגיה כלפי חוץ בצורה קורנת. הדרך של&# 39 להקרין אנרגיה כלפי חוץ נקראת קרינה אטמוספרית. מכיוון שטמפרטורת האטמוספירה עצמה נמוכה ואורך הגל של אנרגיית הקרינה המוקרנת ארוך יותר, זה נקרא גם קרינת גל ארוך אטמוספרי. כיוון הקרינה האטמוספירה הוא כלפי מעלה וגם כלפי מטה. החלק כלפי מטה של הקרינה האטמוספרית בדיוק מנוגד לכיוון קרינת השמש, ולכן הוא נקרא קרינה הפוכה אטמוספרית. קרינה הפוכה אטמוספרית היא מקור חשוב לחום על הקרקע.
בשל קיומה של קרינה הפוכה אטמוספרית, אובדן החום בפועל על הקרקע הוא פחות מזה שמשתחררת קרינת השמש על הקרקע. אפקט בידוד זה של האטמוספירה נקרא אפקט החממה האטמוספרי. אפקט שימור חום אטמוספרי זה מעלה את הטמפרטורה הקרובה לפני השטח בכ- 18 מעלות צלזיוס. מכיוון שלירח אין אטמוספירה כמו כדור הארץ, הטמפרטורה על פניו משתנה באופן דרסטי ביום ובלילה. טמפרטורת פני השטח ביום יכולה להגיע ל -127 מעלות צלזיוס, והיא יכולה לרדת ל -183 מעלות צלזיוס בלילה.
