Далі ми говоритимемо виключно про температурну радіацію Сонця.
Інтенсивність прямої сонячної радіації
Радіацію, яка приходить до земної поверхні безпосередньо від Сонця (від сонячного диска), називають прямою сонячною радіацією, на відміну радіації, розсіяної в атмосфері. Сонячна радіація поширюється від Сонця по всіх напрямках. Але відстань від Землі до Сонця така велика, що пряма радіація падає на будь-яку поверхню на Землі у вигляді пучка паралельних променів, що виходить як би з нескінченності.
Навіть земна куля в цілому така мала в порівнянні з відстанню від Сонця, що всю сонячну радіацію, що падає на неї без помітної похибки можна вважати пучком паралельних променів.
Приплив прямої сонячної радіації на земній поверхні чи будь-якому вищележачому рівні у атмосфері характеризується інтенсивністю радіації т. е. кількістю променистої енергії, що надходить за одиницю часу (одну хвилину) на одиницю площі (один квадратний сантиметр), перпендикулярної до променів. Цю величину називають ще потоком радіації.
Легко зрозуміти, що одиниця площі, розташованої перпендикулярно до сонячних променів, отримає максимально можливу в умовах кількість радіації. На одиницю горизонтальної площі припаде менша кількість променистої енергії
де h-висота сонця.
Приплив прямої сонячної радіації на горизонтальну поверхню найчастіше називають інсоляцією, хоча цей термін застосовується і більш загальному значенні.
Усі види енергії взаємно еквівалентні. Тому променисту енергію радіації можна виразити в одиницях будь-якого виду енергії, наприклад, у теплових або механічних. Зазвичай її виражають у теплових одиницях, кВт/м2.
Сонячна постійна
Інтенсивність сонячної радіації передвступом її в атмосферу (зазвичай кажуть: "на верхній межі атмосфери", або "без атмосфери") називають сонячної постійної. Сенс слова постійна полягає тут у тому, що ця величина не залежить від поглинання та розсіювання радіації в атмосфері. Вона належить до радіації, яку атмосфера ще вплинула. Сонячна постійна залежить, таким чином, тільки від випромінювальної здатності Сонця та від відстані між Землею та Сонцем.
За міжнародною угодою 1958 прийнято значення Sо = 1,38 кВт / м 2 (1,98 кал / (хв см 2)).
Прихід сонячної радіації на горизонтальний майданчик на верхній межі атмосфериS0`визначається за формулою S0` = S0sinh
Розсіяна радіація надходить на земну поверхню від усього небесного склепіння і вимірюється кількістю енергії, що приходить в одиницю часу на одиницю горизонтальної поверхні, тобто потоком D кВт/м 2
Прихід розсіяної радіації на земну поверхню може досягати кількох десятих часток кВт/м 2 . Спостерігаються такі залежності:
1. Чим більша висота сонця, тим більше потік розсіяної радіації.
2. Чим більше в атмосфері частинок, що розсіюють, тим більша частка сонячної радіації розсіюється. Отже, потік розсіяної радіації збільшується зі збільшенням замутненості атмосфери.
3. Потік розсіяної радіації значно збільшується за наявності світлих і відносно тонких хмар, що являють собою середовище, що добре розсіює. Особливо великий вплив хмар, що освітлюються сонцем збоку (високо-купчастих, купових). Під впливом такої хмарності розсіяна радіація може збільшуватись у 8—10 разів у порівнянні з її приходом при ясному небі. При суцільній хмарності середнього і особливо верхнього ярусу розсіяна радіація в 1,5-2 разибільше, ніж за ясного неба. Тільки при суцільній низькій хмарності великої товщини і при випадінні опадів розсіяна радіація менше, ніж при ясному небі.
4. Прихід розсіяної радіації залежить від характеру діяльної поверхні, насамперед від її відбивної здатності, оскільки радіація, відбита від поверхні, вдруге розсіюється у атмосфері і її знову потрапляє на поверхню, де додається до первинно розсіяної радіації. Особливо помітно збільшує розсіяну радіацію сніговий покрив, що відбиває до 70-90% прямих і розсіяних променів, що падають на нього.
5. Зі збільшенням висоти над рівнем моря розсіяна радіація при ясному небі зменшується, так як зменшується товща вище лежачих розсіювальних шарів атмосфери.