Ilmakehän säteily on säteilyä, joka kulkee maapallon ilmakehän läpi ja saattaa kiertää sen sisällä. Kaikki auringosta tuleva energia ei todellakaan saavuta maan pintaa, ja sen käyttäytyminen saattaa muuttua liikkuessaan ilmakehän läpi. Tutkijat tutkivat ilmakehän säteilyä saadakseen lisätietoja nykyisistä ja historiallisista olosuhteista, ilmastonmuutoksesta ja muista aiheista. Useilla hallituksilla on tälle aiheelle omistettuja tutkimusohjelmia.
Aurinko säteilee energiaa useissa vyöhykkeissä spektrin poikki, mutta vain rajoitetut kaistat voivat tunkeutua koko matkan ilmakehän läpi. Tämä on hyödyllistä elämälle maapallolla, koska röntgen- ja gammasäteet voivat olla erittäin vaarallisia ja tappavat eläviä organismeja. Ilmakehän säteilystä kiinnostuneet tutkijat tarkastelevat, millaista energiaa pääsee läpi ja miksi. Heidän tutkimuksensa voi auttaa tutkijoita ymmärtämään, miltä maapallo on voinut näyttää historiallisesti ja millaiset olosuhteet vaikuttivat muutoksiin maapallon elämän luonteessa.
Kun energia kulkee ilmakehän läpi, sen käyttäytyminen saattaa muuttua ja se voi olla vuorovaikutuksessa maapallon säteilyn ja hiukkasten kanssa. Esimerkiksi tulivuoren purkaus voi muuttaa ilmakehän säteilytasoja työntämällä ilmakehään suuren määrän pieniä hiukkasia. Vaikka ne eivät ole näkyvissä paljaalla silmällä tumman pillun tai tahran muodossa, ne voivat estää jotkin auringonsäteilyn muodot. Tämä voi johtaa tilanteisiin, kuten lämpötilan laskuun, koska lämpösäteily ei pääse läpäisemään samalla tehokkuudella, joten sato saattaa epäonnistua käytettävissä olevan energian vähenemisen vuoksi.
Tutkijoilla on useita työkaluja, joilla he voivat mitata ilmakehän säteilyä ja katsella auringon energiaa sen kulkeutuessa ilmakehän läpi. Näin he voivat nähdä kuinka energia on estetty ja tutkia energiatasojen eroja. He voivat luoda Maan pinnasta karttoja, joissa on muistiinpanoja vaihtelevista säteilytasoista ja niiden esiintymisestä. Esimerkiksi otsonikerroksen reiät päästävät enemmän energiaa läpi ja voivat aiheuttaa riskin kunkin reiän alla oleville eläville organismeille.
Ilmakehän säteilyn ymmärtäminen on tärkeää myös visuaalisten ilmiöiden, kuten valon käyttäytymisen maapallolla ja jopa taivaan värin selvittämiseksi, tutkimisessa. Tällä alalla on monia potentiaalisia kiinnostuksen kohteita, kuten sääjärjestelmät ja ilmastonmuutoksen historia. Tämän alan tutkijoilla on yleensä korkeakoulututkinnot, ja jotkut saattavat jatkaa korkeatasoista jatko-työtä.