На основе методов неравновесной термодинамики развиты методы анализа неоднородных структур атмосферы, обусловленных изменениями радиационного режима в различных геогелиофизических условиях. Проведен анализ пространственно-временных структур атмосферы. Выявлены суточные особенности волновых возмущений атмосферы и ионосферы. Рассчитан радиационный эффект в атмосфере. Построена система уравнений неравновесной термодинамики для описания неравновесных динамических процессов в атмосфере с учетом вариаций потоков радиации. По данным геомагнитной обсерватории выявлены бури с внезапным началом за период минимума солнечной активности в 2006-2008 гг. Установлено, что до внезапного начала бури (SSC) по всем компонентам (dX, dY, dZ, F) геомагнитного поля кривые ведут себя относительно спокойно. После SSC происходит резкий скачок, амплитуда меняется на 5-20 нТл. Анизотропия космических лучей, наблюдаемая перед приходом межпланетного возмущения, статистически связана с величиной будущего Форбуш-эффекта и анизотропией внутри него.