La radiazione solare è l’energia radiante emessa dal Sole nello spazio interplanetario, generata a partire dalle reazioni termonucleari di fusione che avvengono nel nucleo solare e che producono radiazioni elettromagnetiche a varie frequenze o lunghezze d’onda, le quali si propagano poi nello spazio alle velocità tipiche di queste onde, trasportando con sé energia solare. La quantità totale di radiazione emessa dal Sole nell’unità di tempo, nell’unità di superficie e misurata alle soglie esterne della atmosfera terrestre, come valore pressoché costante nel tempo, è detta costante solare.

La radiazione solare non è concentrata su una singola frequenza, ma è distribuita su un ampio spettro di frequenze, in modo non uniforme, ma con la tipica forma “a campana”, similmente allo spettro del corpo nero, col quale la sorgente solare è confrontata. Il massimo della radiazione, misurata fuori dall’atmosfera terrestre (in base alla legge di Wien), è centrato nella banda della luce visibile, che ha il picco alla lunghezza d’onda di circa 500 nm, corrispondente al colore Ciano-Verde.

La banda delle radiazioni fotosinteticamente attive (PAR) va dai 400 ai 700 nm, corrisponde alla radiazione visibile ed è pari al 41% della radiazione totale. All’interno del PAR esistono sottobande con radiazioni:

• blu-violette, (400-490 nm), assorbite dai pigmenti, con azione sulla fioritura, sintesi proteica, effetti fototropici, medio effetto sulla fotosintesi;
• verdi (490-560 nm), le meno attive fotosinteticamente;
• gialle (560-590 nm);
• rosso-arancio (590-700 nm), molto attive per la fotosintesi.

Radiazione diffusa

Detta anche indiretta, rappresenta quella quota di radiazione che ha colpito almeno una particella dei gas atmosferici cambiando angolo di incidenza e che arriva comunque nel suolo perché verso esso indirizzata. Aumenta relativamente alla totale in cieli nuvolosi. In particolare lo scattering di Rayleigh della componente blu della radiazione solare è responsabile del colore blu del cielo. Una parte della radiazione diffusa è retrodiffusa verso lo spazio.

Radiazione incidente

È quella radiazione che ha incontrato un ostacolo qualsiasi al quale ha ceduto tutta o una parte della propria energia. L’energia che non arriva alla superficie della terra si dice estinta ed è formata dalla radiazione riemessa, riflessa e retrodiffusa verso lo spazio.

Secondo la legge di Lambert la quantità di radiazioni che colpisce l’unità di superficie è proporzionale al coseno dell’angolo d’incidenza:

Si ha la massima quantità con incidenza perpendicolare, all’aumentare dell’angolo aumenta sia la superficie colpita dalla stessa quantità di radiazioni che lo spessore dell’atmosfera attraversato da questi. Ciò crea le variazioni d’irraggiamento giornaliere, annuali e latitudinali.

Radiazione riflessa

La radiazione riflessa è quella quota parte della radiazione solare incidente riflessa dalla superficie terrestre per effetto dell’albedo. L’albedo è il coefficiente di riflessione c. I valori di c sono di solito compresi tra 0 e 1 oppure sono espressi in percentuale. È data dal rapporto tra l’energia radiante riflessa da una superficie rispetto all’energia incidente. La Terra ha un valore medio del 40% (c = 0,4) Alla quota di albedo terrestre si aggiungono le radiazioni riflesse dalle particelle atmosferiche verso lo spazio.

Radiazione assorbita

Detratte tutte le perdite per riflessione e retrodiffusione da parte di atmosfera e superficie terrestre, l’energia incidente che rimane è assorbita dalla superficie terrestre e contribuisce così al suo riscaldamento, in maniera variabile a seconda della latitudine e del tipo di superficie.