表 3-3 北半球大气上界的太阳辐射（kcal）

由太阳辐射能分布的纬度差异而产生的类似“热机”的机制，是大气和海洋两个全球性环流的根本动力。这两个环流不断把能量从低纬输送向高纬，从而维持了地球上生态环境的平衡。

到达地面的太阳辐射与大气上界的情况不同。由于大气圈对辐射有吸收、散射和反射等作用，太阳光谱中不同的波长将受到不同程度的削弱。吸收作用主要削弱紫外和红外部分，而对可见光部分则影响较少。散射和反射作用受云层厚度、水汽含量、大气悬浮微粒的粒径和含量的影响很大。在晴空时，起散射作用的主要是空气分子，波长较短的蓝紫光被散射，使天空呈蔚蓝色；阴天或大气尘埃较多时，起散射作用的主要是直径比辐射波长大得多的大气悬浮微粒，散射光长短波混合，天空呈灰白色。云层有强烈的反射作用。据观测，云层的平均反射率为 50—55％；实际反射率受云层厚薄所制约，当云层厚度在 50—100m 时，太阳辐射几乎全部被反射掉。

太阳辐射经大气削弱后，到达地面的有两部分：一是从太阳直接发射到地面的部分，称为直接辐射；二是经大气散射后到达地面的部分，称为散射辐射。二者之和就是到达地面的太阳辐射总量，称为总辐射。

总辐射有明显的日变化和年变化。一天之内，夜间总辐射为零，日出后逐渐增加，正午达到最大值，午后又逐渐减少，日出前达极小值。云的影响可使这一过程提前或延后。例如，正午云量较多，最大值就出现在正午之前或之后（图 3-6，图 3-7）。一年内，月均总辐射值，以夏季各月为最大， 冬季各月为最小。总辐射量的空间分布因纬度而不同。据计算，北半球年总辐射随纬度分布的情况见表 3-4。可能总辐射是考虑了受大气削弱后到达地面的太阳辐射，有效总辐射是考虑受大气和云削弱后到达地面的太阳辐射。由于赤道带多云，太阳辐射削弱较多，故有效总辐射最大值并不在赤道，而大致在 20°N 处。气候学上称这一纬度带为热赤道。