地气系统辐射平衡（Rs）与地面辐射平衡（Rg）之差，称为大气辐射平衡或大气辐射差额（Ra）。其表达式为

Ra=Rs-Rg=[（Q+q）（1-a）+qs-F∞]-[（Q+q）（1-a）-F0]=qs-F∞+F0

式中（Q+q）（1-a）为地面吸收的太阳总辐射。由于大气吸收的太阳辐射（qs）很小，而地面有效辐射（F0）比地气系统的长波射出辐射（F∞）要小，因此，大气系统的辐射平衡恒为负值。需要从地面获得乱流显热和水分相变释放的凝结潜热来补偿。