太阳辐射通过大气层时，不仅能量被减弱，而且其光谱成分也发生变化。下表是大气上界和地面上各光谱区太阳辐射通量的分配比例。到达地面的辐射通量中，红外区的比例增大，可见光和紫外区的能量相应减少。
表2—6 大气上界及地面上各光谱区能量占全光谱区能量的百分比

光谱区	紫外区	可见光区	红外区
大气上界太阳辐射光谱的百分数	5	52	43
太阳高度40时，地面上太阳辐射光谱的百分数	1	40	59

 
六、到达地面的太阳辐射能
    到达地面的太阳辐射能，由太阳直接辐射和漫射辐射两部分组成。两者的和称为太阳总辐射，简称总辐射。
（一）直接辐射通量密度（S）
1、太阳直接辐射（direct beam radiation）
太阳以平行光的方式投射射到与光线相垂直面上的辐射，称为太阳直接辐射。用S表示。
2、水平面上的太阳直接辐射通量密度（S_b）
到达水平面上的太阳直接辐射通量密度为：
                          （2－10） 
如图2.11所示，投射于水平地面上的太阳直接辐射通量密度为S_b，投射于太阳光线垂直面上的太阳直接辐射通量密度为S。一束太阳直接辐射通过垂直面ABCD和水平面 ABC´D´，其面积分别以 M和M´表示，此两面积上的太阳辐射能量相等，即

因为 ，所以 
                                        （2－11）
    公式（2－11）就是朗伯（Lambert）余弦定律。
把S＝S₀P^m代入（2－11）式，便得到达水平地面上的太阳直接辐射通量密度S_b，即
                        
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