Количество солнечной радиации, полученное поверхностью, находится в прямой зависимости от продолжительности освещения ее солнечными лучами.

В экваториальной зоне вне атмосферы количество солнечного тепла в течение года не испытывает больших колебаний, тогда как в высоких широтах эти колебания очень велики. В зимний период различия в приходе солнечного тепла между высокими и низкими широтами особенно значительна. В летний период, в условиях непрерывного освещения, полярные районы получают максимальное на Земле количество солнечного тепла за сутки. Различия в количестве тепла, получаемого экваториальными и полярными районами, летом меньше, чем зимой.

Южное полушарие летом получает больше тепла, чем северное, зимой – наоборот (влияет изменение расстояния Земли от Солнца). И если бы поверхность обоих полушарий была совершенно однородной, годовые амплитуды колебания температуры в южном полушарии были бы больше, чем в северном.

Даже идеальная, сухая и чистая атмосфера поглощает и рассеивает лучи, уменьшая интенсивность солнечной радиации. Атмосфера (кислород, озон, углекислый газ, пыль и водяной пар) поглощает главным образом ультрафиолетовые и инфракрасные лучи. В общем поглощение ослабляет солнечную радиацию на 17–25%.

Молекулами газов атмосферы рассеиваются лучи с относительно короткими волнами – фиолетовые, синие. Именно этим объясняется голубой цвет неба. Примесями одинаково рассеиваются лучи с волнами различной длины. Поэтому при значительном их содержании небо приобретает белесоватый оттенок.

Благодаря рассеянию и отражению солнечных лучей атмосферой наблюдается дневное освещение в пасмурные дни, видны предметы в тени, возникает явление сумерек.

Чем длиннее путь луча в атмосфере, тем большую толщу ее он должен пройти и тем значительнее ослабляется солнечная радиация, поэтому она зависит от высоты Солнца.

Прозрачность атмосферы непостоянна и неодинакова в различных условиях. Отношение прозрачности реальной атмосферы к прозрачности идеальной атмосферы – фактор мутности – всегда больше единицы. Он зависит от содержания в атмосфере водяного пара и пыли. С увеличением географической широты фактор мутности уменьшается. Чем больше фактор мутности, тем больше ослабление солнечной радиации.

Различают солнечную радиацию прямую, рассеянную и суммарную.

Часть солнечной радиации, которая проникает через атмосферу к земной поверхности, представляет собой прямую радиацию. Часть радиации, рассеивающаяся атмосферой, превращается в рассеянную радиацию. Вся солнечная радиация, поступающая на земную поверхность, прямая и рассеянная, называется суммарной радиацией.

Соотношение между прямой и рассеянной радиацией изменяется в значительных пределах в зависимости от облачности, запыленности атмосферы,, а также от высоты Солнца. При ясном небе доля рассеянной радиации не превышает 0,1%, при облачном небе рассеянная радиация может быть больше прямой.

Карты средних годовых и месячных величин суммарной радиации позволяют заметить основные закономерности в ее географическом распределении. Годовые величины суммарной радиации распределяются в основном зонально. Наибольшее на Земле годовое количество суммарной радиации получает поверхность в тропических внутриконтинентальных пустынях (Восточная Сахара и центральная часть Аравии). Заметное снижение суммарной радиации на экваторе вызывается высокой влажностью воздуха и большой облачностью В Арктике суммарная радиация составляет 60–70 ккал/см² в год; в Антарктике вследствие частой повторяемости ясных дней и большей прозрачности атмосферы она несколько больше.

В июне наибольшие суммы радиации получает северное полушарие, и особенно внутриконтинентальные тропические и субтропические области. Суммы солнечной радиации, получаемые поверхностью в умеренных и полярных широтах северного полушария, отличаются мало вследствие большой продолжительности дня в полярных районах. Зональность в распределении суммарной радиации над континентами в северном полушарии и в тропических широтах южного полушария почти не выражена. Лучше проявляется она в северном полушарии над океаном и ясно выражена во внетропических широтах южного полушария. У южного полярного круга величина суммарной солнечной радиации приближается к 0.

В декабре наибольшие суммы радиации поступают в южное полушарие. Высоко лежащая ледяная поверхность Антарктиды при большой прозрачности воздуха получает значительно больше суммарной радиации , чем поверхность Арктики в июне. Много тепла в пустынях (Калахари, Большая Австралийская), но вследствие большой океаничности южного полушария (влияние высокой влажности воздуха и облачности) суммы его здесь несколько меньше, чем в июне в тех же широтах северного полушария. В экваториальных и тропических широтах северного полушария суммарная радиация изменяется сравнительно мало, и зональность в ее распределении выражена четко только к северу от северного тропика. С увеличением широты суммарная радиация довольно быстро уменьшается, ее нулевая изолиния проходит несколько севернее северного полярного круга.

Суммарная солнечная радиация, попадая на поверхность Земли, частично отражается обратно в атмосферу. Отношение количества радиации, отраженной от поверхности, к количеству радиации, падающей на ее поверхность, называется альбедо

Альбедо земной поверхности зависит от ее состояния и свойств: цвета, влажности, шероховатости и др. Наибольшей отражающей способностью обладает свежевыпавший снег (85–95%). Спокойная водная поверхность при отвесном падении на нее солнечных лучей отражает всего 2–5%, а при низком стоянии Солнца – почти все падающие на нее лучи (90%). Альбедо сухого чернозема – 14%, поверхность песчаной пустыни – 29–35%, леса – 10–20%, луговой растительности – 18–30, поверхность морского льда – 30–40%.

Большое альбедо поверхности льда, покрытого свежевыпавшим снегом (до 95%) – причина низких температур в полярных районах в летний период, когда приход солнечной радиации там значителен