太陽輻射通過大氣時，分別受到大氣中的水汽、二氧化碳、微塵、氧和臭氧以及云滴、霧、冰晶、空氣分子的吸收、散射、反射等作用，而使投射到大氣上界的太陽輻射不能完全到達地面。
太陽輻射穿過大氣層時，大氣中某些成分具有選擇吸收一定波長輻射性能的特性。大氣中吸收太陽輻射的成分主要有水汽、氧、臭氧、二氧化碳及固體雜質(zhì)等。太陽輻射被大氣吸收后變成熱能，因而使太陽輻射減弱。
水汽雖然在可見光區(qū)和紅外區(qū)都有不少吸收帶，但吸收最強的是在紅外區(qū)，從0.93-2.85微米之間的幾個吸收帶。最強的太陽輻射能是短波部分，因此水汽從總的太陽輻射能里所吸收的能量是不多的。據(jù)估計，太陽輻射因水汽的吸收可以減弱4-15％。所以大氣因直接吸收太陽輻射能而引起的增溫并不顯著。大氣中的主要氣體是氮和氧，只有氧能微弱地吸收太陽輻射。在波長小于0.2微米處為一寬的吸收帶，吸收能力較強；在0.69和0.76微米附近，各有一個窄吸收帶，吸收能力較弱。
臭氧在大氣中含量雖少，但對太陽輻射的吸收很強。0.2-0.3微米為一強吸收帶，使小于0.29微米的太陽輻射不能到達地面。在0.6微米附近又有一寬吸收帶，吸收能力雖然不強，但因位于太陽輻射最強烈的輻射帶里，吸收的太陽輻射還是相當(dāng)多的。
二氧化碳對太陽輻射的吸收比較弱，僅對紅外區(qū)4.3微米附近的輻射吸收較強，但這一區(qū)域的太陽輻射很微弱，被吸收后對整個太陽輻射影響不大。
此外，懸浮在大氣中的水滴、塵埃等雜質(zhì)，也能吸收一部分太陽輻射，但其量甚微。只有當(dāng)大氣中塵埃等雜質(zhì)很多(如有沙暴、煙幕或浮塵)時，吸收才比較顯著。
大氣對太陽輻射的吸收是具有選擇性的，因而使穿過大氣的太陽輻射光譜變得極不規(guī)則；由于大氣主要吸收物質(zhì)(臭氧和水汽)對太陽輻射的吸收帶都位于太陽輻射光譜兩端能量較小的區(qū)域，因而吸收對太陽輻射的減弱作用不大。也就是說，大氣直接吸收的太陽輻射并不多，特別是對于對流層大氣來說。所以，太陽輻射不是大氣主要的直接熱源。
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