(i) Εισαγωγικές έννοιες: Η ηλιακή ακτινοβολία και η σύσταση της ατμόσφαιρας της Γης. (ii) Θεωρία διάδοσης της ηλιακής ακτινοβολίας: Βασικές έννοιες, μέλαν σώμα, απορρόφηση-σκέδαση-εκπομπή, εξίσωση διάδοσης της ακτινοβολίας. (iii) Διάδοση της ακτινοβολίας στην ατμόσφαιρα: Μοριακή απορ­ρόφηση και σκέδαση, σκέδαση Rayleigh και Mie, οπτικές ιδιότητες αιωρούμενων σωματιδίων και νεφών, φαινόμενα πολλαπλής σκέδασης. (iv) Φωτοχημεία στην ατμόσφαιρας: Βασικές έννοιες, φωτοχημεία του στρατοσφαιρικού και τροπο­σφαιρικού όζοντος, ρυθμοί φωτόλυσης βασικών αερίων. (v) Ενεργειακό ισοζύγιο στην ατμόσφαιρα: θερμική ακτινοβολία, ροή ενέργειας στην επιφάνεια και το όριο της ατμόσφαιρας, κλιματική αλλαγή και μελλοντικές εκτιμήσεις. (vi) Θεωρία των μετρήσεων της ακτινοβολίας: θερμικές διατάξεις, φωτοδέκτες, φασματο-φωτόμετρα, βαθμονόμηση, φασματική και γωνιακή απόκριση οργάνων.

Εργαστήριο

1. Εργαστηριακές Ασκήσεις Φυσικής της Ατμόσφαιρας. α) Προσδιορισμός του ατμοσφαιρικού οπτικού πάχους βάσει ηλιακών φασματικών μετρήσεων από πυρηλιόμετρο τύπου Linke-Feussner. β) Προσδιορισμός της ατμοσφαιρικής διαπερατότητας και θόλωσης. γ) Προσδιορισμός της φασματικής κατανομής της έντασης της άμεσης ακτινοβολίας. δ) Προσδιορισμός της φασματικής κατανομής της διάχυτης ακτινοβολίας. ε) Εξάρτηση του ατμοσφαιρικού οπτικού πάχους και της ατμοσφαιρικής διαπερατότητας από το μήκος κύματος. στ) Εξάρτηση του ατμοσφαιρικού οπτικού πάχους από την ειδική υγρασία. ζ) Εποχιακή μεταβολή του ατμοσφαιρικού οπτικού πάχους και της ατμοσφαιρικής διαπερατότητας. η) Μεταβολή του ατμοσφαιρικού οπτικού πάχους κατά την μετάβαση από τον χειμώνα στο καλοκαίρι.
2. Η ηλιακή ακτινοβολία στην Ατμόσφαιρα. Εκπομπή, απορρόφηση και μεταφορά της ηλιακής ακτινοβολίας στην ατμόσφαιρα. Εξίσωση μεταφοράς της ακτινοβολίας στην ατμόσφαιρα. Σχετική ατμοσφαιρική μάζα. Σκέδαση της άμεσης ακτινοβολίας από τα μόρια των αερίων συστατικών καθαρής και ξηρής ατμόσφαιρας (σκέδαση Rayleigh), και από τα αιωρήματα (σκέδαση Mie). Απορρόφηση φασματικής ηλιακής ακτινοβολίας. Θεωρία-εξίσωση Chapman.
3. Aτμοσφαιρικό οπτικό πάχος. Οπτικό πάχος καθαρής και ξηρής ατμόσφαιρας (ιδανική ατμόσφαιρα). Οπτικό πάχος θολής και υγρής ατμόσφαιρας (πραγματική ατμόσφαιρα). Εποχιακή μεταβολή του ατμοσφαιρικού οπτικού πάχους. Ατμοσφαιρική διαπερατότητα και θόλωση, εποχιακή μεταβολή. H εξίσωση μεταφοράς στη γενική μορφή.
4. Ατμοσφαιρικά αιωρήματα. Πηγές των αιωρημάτων. Tροποσφαιρικά αιωρήματα. Ηπειρωτικά και θαλάσσια αιωρήματα. Επίδραση των υδρατμών στα ηπειρωτικά και θαλάσσια αιωρήματα. Εξάρτηση του ατμοσφαιρικού οπτικού πάχους από τους υδρατμούς και τα αιωρήματα.
5. Ατμοσφαιρική ρύπανση. Πηγές των αέριων ρύπων. Διάχυση των αέριων ρύπων στην ατμόσφαιρα. Συγκέντρωση των αέριων ρύπων σε γεωργικές και βιομηχανικές περιοχές.
6. Ατμοσφαιρικό στρώμα του όζοντος. Απορρόφηση της υπεριώδους ακτινοβολίας από την ατμόσφαιρα. Η κλασσική θεωρία του όζοντος στη στρατόσφαιρα. Ανθρωπογενείς επιδράσεις στο ατμοσφαιρικό όζον.
7. Ioνόσφαιρα. Σχηματισμός και δομή της ιονόσφαιρας. Εφαρμογή της θεωρίας Chapman. Στοιχεία Φυσικής του πλάσματος.