หน้าต่างบรรยากาศคือบริเวณของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าที่สามารถผ่านชั้นบรรยากาศของโลก ได้ หน้าต่างแสง หน้าต่างอินฟราเรดและหน้าต่างคลื่นวิทยุประกอบกันเป็นหน้าต่างบรรยากาศหลักสามประเภท^{[ 2 ]}หน้าต่างเหล่านี้เป็นช่องทางโดยตรงให้พื้นผิวโลกได้รับพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าจากดวงอาทิตย์ และให้รังสีความร้อนจากพื้นผิวออกไปสู่อวกาศ^{[ 3 ]}หน้าต่างบรรยากาศมีประโยชน์สำหรับดาราศาสตร์ การสำรวจระยะไกล การสื่อสารโทรคมนาคมและการประยุกต์ใช้ด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอื่นๆ

ในการศึกษาปรากฏการณ์เรือนกระจกคำว่าหน้าต่างบรรยากาศอาจจำกัดความหมายไว้เฉพาะหน้าต่างอินฟราเรดซึ่งเป็นเส้นทางหลบหนีหลักสำหรับรังสีความร้อนบางส่วนที่ปล่อยออกมาใกล้พื้นผิว^{[ 4 ] [ 5 ]}ในสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอื่นๆ เช่นดาราศาสตร์วิทยุ^{[ 6 ]}และการสำรวจระยะไกล^{[ 7 ]}คำนี้ถูกใช้เป็นคำที่ครอบคลุมสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งหมดดังเช่นในบทความนี้

หน้าต่างบรรยากาศ โดยเฉพาะแสงและอินฟราเรด มีผลต่อการกระจายตัวของการไหลของพลังงานและอุณหภูมิภายในสมดุลพลังงาน ของโลก หน้าต่างเหล่านี้ขึ้นอยู่กับเมฆ ไอน้ำ ก๊าซเรือนกระจกในปริมาณเล็กน้อย และองค์ประกอบอื่นๆ ของบรรยากาศ^{[ 8 ]}

จาก  รังสีแสงอาทิตย์ เฉลี่ย 340 วัตต์ต่อตารางเมตร (W/m² ⁾ที่ส่วนบนสุดของชั้นบรรยากาศ ประมาณ 200 W/m² ^จะมาถึงพื้นผิวผ่านช่องรับแสง ซึ่งส่วนใหญ่เป็นแสงที่มองเห็นได้และรังสีอินฟราเรด นอกจากนี้ จากรังสีคลื่นสั้นที่สะท้อนกลับ ประมาณ 340 W/ ^m² (105 W/m² ⁾บวกกับรังสีคลื่นยาวที่แผ่ออกไป (235 W/m² ⁾ ประมาณ 80-100 W/m² ^จะออกไปสู่อวกาศผ่านช่องรับรังสีอินฟราเรด ขึ้นอยู่กับปริมาณเมฆประมาณ 40 W/m² ^ของปริมาณที่ส่งผ่านนี้ถูกปล่อยออกมาจากพื้นผิว ในขณะที่ส่วนที่เหลือส่วนใหญ่มาจากบริเวณที่ต่ำกว่าของชั้นบรรยากาศ ในลักษณะที่เสริมกัน ช่องรับรังสีอินฟราเรดยังส่งผ่านรังสีความร้อนที่แผ่ลงมาบางส่วนไปยังพื้นผิว ซึ่งถูกปล่อยออกมาจากบริเวณที่เย็นกว่าในชั้นบนของชั้นบรรยากาศ^{[ 3 ]}

แนวคิด "หน้าต่าง" มีประโยชน์ในการให้ข้อมูลเชิงคุณภาพเกี่ยวกับคุณลักษณะที่สำคัญบางประการของการขนส่งรังสี ในบรรยากาศ จำเป็นต้องมี การกำหนดลักษณะสัมประสิทธิ์การดูดกลืนการปล่อยและการกระเจิงของตัวกลางบรรยากาศอย่างครบถ้วน เพื่อทำการวิเคราะห์เชิงปริมาณอย่างเข้มงวด (โดยทั่วไปทำด้วยรหัสการถ่ายโอนรังสีในบรรยากาศ ) การประยุกต์ใช้กฎของBeer-Lambertอาจให้ค่าประมาณเชิงปริมาณที่เพียงพอสำหรับความยาวคลื่นที่บรรยากาศโปร่งแสงคุณสมบัติของหน้าต่างส่วนใหญ่จะถูกเข้ารหัสไว้ในโปรไฟล์การดูดกลืน^{[ 9 ]}

จนกระทั่งถึงช่วงทศวรรษ 1940 นักดาราศาสตร์ใช้กล้องโทรทรรศน์แบบออปติคอลเพื่อสังเกตวัตถุทางดาราศาสตร์ ที่อยู่ไกลออกไป ซึ่งรังสีของวัตถุเหล่านั้นมาถึงโลกผ่านทางช่องรับแสง หลังจากนั้น การพัฒนากล้องโทรทรรศน์วิทยุทำให้เกิดสาขาดาราศาสตร์วิทยุ ที่ประสบความสำเร็จมากขึ้น ซึ่งอาศัยการวิเคราะห์การสังเกตการณ์ที่ทำผ่านทาง ช่อง รับคลื่นวิทยุ^{[ 10 ]}

ดาวเทียมสื่อสารพึ่งพาช่องบรรยากาศเป็นอย่างมากสำหรับการส่งและรับสัญญาณ: การเชื่อมต่อระหว่างดาวเทียมกับภาคพื้นดินจะถูกสร้างขึ้นที่ความถี่ซึ่งอยู่ในช่วงความกว้างของแถบความถี่สเปกตรัมของช่องบรรยากาศ^{[ 11 ] [ 12 ]}วิทยุคลื่นสั้นทำตรงกันข้าม โดยใช้ความถี่ที่สร้างคลื่นฟ้าแทนที่จะเป็นความถี่ที่หลุดรอดผ่านช่องวิทยุ^{[ 13 ]}

เทคนิค การสำรวจระยะไกลทั้งแบบแอคทีฟ (สัญญาณที่ปล่อยออกมาจากดาวเทียมหรือเครื่องบิน การสะท้อนที่ตรวจจับโดยเซ็นเซอร์) และแบบพาสซีฟ (การสะท้อนของแสงอาทิตย์ที่ตรวจจับโดยเซ็นเซอร์) ทำงานโดยใช้ช่วงความยาวคลื่นที่อยู่ในหน้าต่างบรรยากาศ^{[ 14 ]}

• หน้าต่างออปติคอล
• หน้าต่างอินฟราเรด
• หน้าต่างวิทยุ
• ช่องน้ำสำหรับรังสีเอกซ์ชนิดอ่อน