Спектральное распределение прямой солнечной радиации изменяется при прохождении через атмосферу вследствие поглощения и рассеяния. Количество поглощенной энергии зависит от длины пути излучения в атмосфере. Обычный метод описания связи между уровнями энергии основан на понятии массы атмосферы, излучения облаками на удивление мало, по-видимому менее 10% при облачности толщиной 1000 м, а основные потерн обусловлены рассеянием. Поглощение аэрозолями также имеет место. Рассеяние излучения туманом и аэрозолями зависит от длины волны и размера частиц. При малой концентрации частиц рассеяние становится основным фактором, приводя к относительно интенсивному белому диффузному излучению при подернутом дымкой небе или слабой облачности. Очень плотное облако толщиной 1000 м отражает обратно в космическое пространство более 90% падающего солнечного излучения. Исследование спектрального распределения основано на использовании физических формул и констант и имеет большое значение в фотохимии и фотобиологии.

Максимальное значение плотности потока радиации, достигающей земли, составляет примерно 1,0 кВт на квадратный метр площади поверхности, перпендикулярной солнечным лучам, причем доля прямой радиации в условиях ясного неба составляет около 0,8 кВт/м2. Таким образом, значение солнечной постоянной уменьшается приблизительно до 70%.

Очень мало метеостанцийизмеряют облучение вертикальных поверхностей, однако оно может быть рассчитано. Влияние ориентации на отношение прихода солнечной радиации на вертикальную и горизонтальную поверхности.