几乎所有到达地球并驱动各种天气事件、洋流和生态系统分布的能量都来自太阳。这种强烈的太阳辐射源于太阳核心，在对流（能量的垂直运动）迫使其离开太阳核心后，最终被送到地球。太阳辐射离开太阳表面后到达地球大约需要八分钟。

一旦太阳辐射到达地球，它的能量就不均匀地分布在地球的各个纬度上。当这种辐射进入地球大气层时，它会撞击赤道附近，产生能量过剩。由于到达两极的直接太阳辐射较少，因此两极会出现能量不足。为了保持地球表面的能量平衡，来自赤道地区的多余能量在一个周期内流向两极，因此能量将在全球范围内平衡。这种循环称为地球-大气能量平衡。

太阳辐射路径

一旦地球大气层接收到短波太阳辐射，这种能量就被称为太阳辐射。这种日射是负责移动各种地球-大气系统的能量输入，如上述能量平衡，但也包括天气事件、洋流和其他地球周期。

日晒可以是直接的，也可以是扩散的。直接辐射是指地球表面和/或大气接收到的太阳辐射，其未因大气散射而改变。漫射辐射是太阳辐射，经过散射修正。

散射本身是太阳辐射进入大气层时可以采取的五种途径之一。当太阳光在进入大气时被大气中的灰尘、气体、冰和水蒸气偏转和/或重定向时，就会发生这种现象。如果能量波的波长较短，那么它们比波长较长的能量波散射得更多。散射及其与波长大小的反应是我们在大气中看到的许多东西的原因，比如天空的蓝色和白云。

传输是另一种太阳辐射途径。当短波和长波能量都通过大气和水时，而不是与大气中的气体和其他粒子相互作用时，会发生散射。

当太阳辐射进入大气层时，也会发生折射。当能量从一种空间转移到另一种空间，例如从空气进入水中时，就会发生这种路径。当能量从这些空间移动时，它与存在于其中的粒子发生反应时，会改变其速度和方向。方向的改变通常会导致能量弯曲并释放其中的各种光色，类似于光线通过晶体或棱镜时发生的情况。

吸收是第四种太阳辐射途径，是能量从一种形式转换为另一种形式。例如，当太阳辐射被水吸收时，它的能量转移到水上并提高水的温度。这在从树叶到沥青的所有吸收表面上都很常见。

最后的太阳辐射路径是反射。这是指一部分能量直接反弹回太空，而没有被吸收、折射、透射或散射。研究太阳辐射和反射时要记住的一个重要术语是反照率。

反照率

反照率定义为表面的反射质量。它表示为反射日照与入射日照的百分比，0%表示总吸收，100%表示总反射。

就可见光而言，较暗的颜色具有较低的反照率，也就是说，它们吸收更多的阳光，而较浅的颜色具有“高反照率”，即较高的反射率。例如，雪反射85-90%的日照，而沥青仅反射5-10%。

太阳的角度也会影响反照率值，较低的太阳角度会产生较大的反射，因为来自较低太阳角度的能量不如来自较高太阳角度的能量强。此外，光滑表面的反照率较高，而粗糙表面的反照率较低。

就像太阳辐射一般，地球上的反照率值也随纬度而变化，但地球的平均反照率约为31%。对于热带之间的表面（23.5°N至23.5°S），平均反照率为19-38%。在两极，在某些地区可能高达80%。这是由于两极的太阳角较低，但也有较高的新鲜雪、冰和光滑的开阔水域——所有这些区域都有较高的反射率。

反照率、太阳辐射和人类

今天，反照率是全世界人类关注的主要问题。随着工业活动增加空气污染，大气本身也变得更具反射性，因为有更多的气溶胶来反射太阳光。此外，世界最大城市的低反照率有时会造成城市热岛，影响城市规划和能源消耗。

太阳能辐射也在新的可再生能源计划中找到了自己的位置——最显著的是用于发电的太阳能电池板和用于加热水的黑管。这些物品的深色反照率很低，因此几乎吸收了撞击它们的所有太阳辐射，使它们成为全世界利用太阳能的有效工具。

然而，不管太阳发电的效率如何，对太阳辐射和反照率的研究对于了解地球的天气循环、洋流和不同生态系统的位置至关重要。