Земная поверхность, здания, растительность, нагреваясь от поглощенной радиации, испускают длинноволновое инфракрасное излучение, которое тем больше, чем выше температура подстилающей поверхности. Атмосфера и облака тоже испускают длинноволновое излучение, которое тем больше, чем больше влажность и облачность. В пасмурные дни встречное излучение атмосферы может превышать излучение земли — в этом случае земная поверхность получает дополнительное тепло от атмосферы. Поступление тепла от атмосферы увеличивается также за счет конденсации водяного пара. Наибольшее эффективное излучение возможно в ясные летние ночи, когда днем температура почвы повышается, а ночью при ясной погоде наблюдается значительная потеря тепла вследствие излучения Земли. Это приводит к увеличению амплитуд суточного хода температуры воздуха и почвы. Велико эффективное излучение и в переходные сезоны. При ясной тихой погоде оно приводит к формированию радиационных заморозков поздно весной и рано осенью.
Разность между приходом и расходом лучистой энергии формирует радиационный баланс подстилающей поверхности. Он зависит от времени года, характера облачности, температуры земной поверхности и ее альбедо. Годовые величины радиационного баланса в области изменяются в пределах 27 — 34 ккал/см2. На севере радиационный баланс отрицателен с октября но март, в центральных районах — с ноября по март, а в Томске — с ноября по февраль. Территориальные различия в месячных суммах радиационного баланса максимальны в марте — апреле и в октябре, когда на севере еще отрицательный радиационный баланс, а па юге он уже положителен. В апреле и октябре па севере области альбедо еще достаточно велико — больше 50%, в то время как на юге его величина снижается до 30 — 38%. Максимальные значения радиационного баланса отмечаются в июне — июле, по территории они меняются мало.
Большая часть Томской области расположена в лесной зоне, где, по данным И. А. Мячковой, до 85 — 90% годовых величин радиационного баланса затрачивается на испарения и лишь 10 — 15% — на турбулентный теплообмен. Поэтому несмотря на максимальные величины радиационного баланса в июне — июле, формируется умеренно теплое лето. М. И. Будыко относит климат Томской области в результате складывающегося сочетания тепла и влаги к влажному с умеренно теплым летом и умеренно суровой снежной зимой. Температурный режим и увлажнение на территории области, помимо радиационных факторов и свойств деятельности поверхности, в большой степени зависят от особенностей циркуляции атмосферы.
Атмосферная циркуляция. Одним из наиболее важных факторов формирования климата области является преобладающий в умеренных широтах северного полушария западный перенос воздушных масс. Кроме того, в общей циркуляции атмосферы умеренных широт большое значение приобретают возникающие и перемещающиеся здесь циклоны и антициклоны, представляющие собой атмосферные вихри с диаметром в несколько сот и даже тысяч километров.