Если скорость не главное, вы можете использовать трассировку лучей. Вы можете смоделировать Землю и ее атмосферу как непрозрачную сферу и несколько непрозрачных больших сфер для атмосферы. Это дает вам модель, которая обрабатывает облака, тени, рассеивание, фильтрацию света для разумного объема работы и не слишком много настроек. Трассировка лучей на дюжине сфер с одним и тем же центром очень дешева. Каждый «атмосферный» слой будет отклонять световые лучи с уменьшающимся показателем преломления для каждого слоя, и они будут поглощать немного света, больше для нижних слоев. Потратив некоторое время на бумаге, вы можете немного упростить математику и сделать ее по-настоящему дешевой:)
Кроме того, только для атмосферного эффекта, я думаю, достаточно сделать это с половинным разрешением, поскольку атмосферный эффект довольно низкочастотный.