氣候學/日照和熱量平衡
太陽輻照度（SI）是功率單位面積（瓦特每平方米，W/m2），來自太陽的電磁輻射，如在波長範圍內測量儀器的報道。這種整合的太陽輻照度被稱為太陽輻照度，太陽照射，太陽日照，或日照。太陽是地球的主要能量來源。太陽以短波的形式向太空各個方向輻射能量，這被稱為太陽輻射。
- 地球表面只接收到一部分這種輻射能量（太陽輻射能量的1,000,000,000個單位中的2個單位）。
- 地球表面以短波形式接收的能量被稱為入射太陽輻射或日照。
- 地球表面接收的日照量遠遠小於太陽輻射的量，這是因為地球的體積很小，而且它距離太陽很遠。
- 此外，大氣中存在的水蒸氣、塵埃顆粒、臭氧和其他氣體吸收了少量的太陽輻射。
- 由於地球與太陽之間距離的變化，大氣頂端接收到的太陽輻射量在一年中略有變化。
- 在地球繞太陽公轉的過程中，地球在7月4日最遠離太陽。地球的這個位置被稱為遠日點。在1月3日，地球最靠近太陽。這個位置被稱為近日點.
- 由於地球與太陽之間距離的變化，地球在1月3日接收到的年日照量略高於7月4日接收到的量。
- 然而，這種變化的影響被一些其他因素掩蓋，如陸地和海洋的分佈以及大氣環流。因此，這種變化對地球表面每日天氣變化的影響並不大。
地球表面接收到的日照量並非處處均勻。它隨地點和時間而異。當熱帶地區接收到的年日照量最大時，它逐漸向兩極減少。日照量在夏季更多，在冬季更少。影響日照量的主要因素是：--
- 太陽輻射輸出/常數
- 太陽光線入射角
- 日照時間
- 地球與太陽的距離
- 大氣透明度
日照量也因晝夜長短而異。晝夜長短可能因緯度或季節變化而異。白天越長，日照量就越大，因為陽光照射的時間更長。日照時間從赤道向兩極變化，從季節到季節變化，因此，傾角也相應變化。
日照量也取決於大氣的透明度。雲量及其厚度、塵埃和水蒸氣決定了大氣的透明度，影響著太陽輻射的反射、吸收和透射。
日照總量在熱帶地區最大。在45˚緯度，日照量只有75%，北極圈和南極圈約為58%，兩極只有約40%。
地球大氣頂端接收到的日照量被稱為太陽常數。它是在大氣頂端（熱頂層）垂直於太陽光束的平面上接收到的。熱頂層接收到的平均日照量，即1368Wm2（瓦特每平方米）能量（太陽常數），以短波形式接收。因此，對於地球與太陽之間的平均距離，它被稱為太陽常數。這些太陽常數在1 Wm2內發生變化，這是由於太陽表面週期性擾動和爆炸引起的，基本上與太陽黑子有關。太陽黑子是太陽表面可見的暗而涼爽的區域。最近的研究表明，當太陽黑子數量很多時，會釋放出越來越多的能量。太陽黑子的數量也呈規律性增加或減少，形成一個11年的週期。
由於地球是類球體，太陽光線以不同的角度照射到地球表面的不同地方。這取決於該地點的緯度。緯度越高，太陽光線與地球表面的夾角就越小。垂直光線覆蓋的面積始終小於斜光線覆蓋的面積。如果覆蓋的面積更大，能量就會分散，每個單位面積接收到的淨能量就會減少。與以大角度照射的光線相比，以小角度照射的光線穿過更多的大氣層。太陽光線照射到地球表面的角度被稱為入射角。它控制著地球表面接收到的日照量。日照量由一天中的時間（早晨、中午和晚上）、緯度（赤道到兩極）和季節（夏季、秋季、冬季和春季）決定。當太陽光線垂直照射或太陽直接位於頭頂時，光線的入射角為90度。與傾斜的太陽光束相比，光束在較小的區域內傳播。當太陽處於垂直位置時，光束將在1英里內傳播，但在傾斜位置（300角）下，相同的光束將在2英里內傳播。很明顯，傾斜光線比垂直光線損失了更多的輻射能量。因此，平均而言，赤道地區接收到的日照量大約是極地地區的2.4倍。
日照時間決定了陽光照射的時長，這會影響地球表面接收到的太陽輻射量。陽光照射的時間越長，地球的一部分接收到的太陽輻射量就越多。例如，在赤道地區，所有月份的晝夜長短都是12個小時，但在北極和南極的熱帶地區，陽光照射的時長在0到24小時之間變化。在秋分和春分(9月23日和3月21日)，太陽在中午時分位於赤道上空。在這些日子裡，地球上各地的晝夜相等，赤道接收到的日照量最大，向兩極日照量逐漸減少。這是因為赤道上陽光直射，但隨著緯度的增加，光線越來越傾斜。因此，向兩極方向，接收到的能量不斷減少。
地球繞太陽公轉的軌道是一個橢圓，導致地球與太陽之間的距離在一年中不斷變化。這會導致地球接收到的太陽能出現季節性變化。地球與太陽之間的平均距離約為149,600,000公里（92,900,000英里）。當地球處於最遠點(15200萬公里)時，被稱為‘遠日點’在7月4日。在近日點(14700萬公里)出現在1月3日，這是最接近的距離。在遠日點期間，北半球朝向太陽，因此接收到的能量比近日點（南半球）少約7%。
由於大氣成分和層次的不同，它並不能對來自太陽的所有輻射都透明。它也是影響到達地球表面的太陽輻射量的控制因素之一。大氣是由氣體、水汽和顆粒物質組成的。大氣是由氣體混合而成，例如氮氣 (N)、氧氣 (O2)、氬氣、二氧化碳、氖氣 (Ne)、氦氣 (He)、甲烷 (CH4)、氪氣 (Kr)、臭氧 (O3)、氧化亞氮 (N2O)、氫氣 (H) 和氙氣 (Xe)。大氣中還含有水汽，即氣態的水。