إشعاع شمسي  الإشعاع الشمسي هو مقدار الأشعة الشمسية الساقطة على مساحةٍ معينة والقادرة على توليد قدرةٍ كهربائية. لا يصيب الأرض إلا حوالي جزء من ألفي مليون جزء من أشعة الشمس التي تقدر بنحو 130 ميجاوات لكل متر مربع من سطح الشمس، وهذا القدر الضئيل هو المسئول عن كل الطاقة الحرارية لسطح الأرض وغلافها الجوي.  تعتبر الشمس كرة من الغازات الساخنة بقطر 1٫39 مليون كم وهي تعمل كمفاعل نووي اندماجي يتم فيه دمج أربع أنوية هيدروجين لإنتاج نواة هليوم ثم يتحول فرق الكتلة إلي طاقة. هذا الاندماج النووي يحدث داخل الكرة الشمسية عند درجة حرارة تصل إلي عدة ملايين درجة مئوية، وسطح الشمس يمكن اعتباره سطح جسم أسود درجة حرارته 5760 كلفن. «معدل الطاقة الشمسية التي تسقط علي وحدة المساحات العمودية علي الأشعة خارج الغلاف الجوي عند مسافة متوسطة بين الشمس والأرض (حيث تتغير هذه المسافة علي مدار السنة)» تعرف باسم الثابت الشمسي وحسب وكالة ناسا، فقيمة هذا الثابت 1353 ويبر/متر مربع. بسبب هذا التغير البسيط في المسافة بين الشمس والأرض فإن قيمة الإشعاع خارج الغلاف الجوي تتغير علي مدار السنة في حدود 3٫5%, وتوضح المعادلة التالية تغير قيمة الإشعاع خارج الغلاف الجوي خلال أيام السنة. [(H = H [1 + 0.0033Cos (360n/365 حيث:  أما إذا كان السطح موضوع خارج الغلاف الجوي موازيا لسطح الأرض، فإن كثافة الإشعاع السقاط عليه تحسب من العلاقة: H = H × Cos حيث:  كما يمكن حساب كمية الإشعاع الساقطة علي سطح أفقي خارج الغلاف الجوي خلال يوم من شروق الشمس إلي غروبها بتكامل المعادلة السابقة، لتصبح النتيجة: [H =(24/π)× H[CosCosCos + (2π×h/360) Sin sin  حيث:  عند مرور أشعة الشمس عبر الغلاف الجوي فإنها تتعرض لانخفاض في قيمتها نتيجة لامتصاص جزء منها أثناء مرورها في طبقات الجو المختلفة. الموجات ذات الأطوال الموجية القصيرة جدا مثل أشعة X وأشعة جاما، يتم امتصاصها في طبقة الأيونوسفير عند ارتفاعات عالية جدا. أما الموجات الأطول نسبيا في المنطقة فوق البنفسجية يتم امتصاصها بواسطة طبقة الأوزون علي ارتفاع يتراوح من 15 إلي 40 كيلومتر فوق سطح الأرض. في طبقات الجو الأقرب يتم امتصاص بعض من حزم الموجات تحت الحمراء بواسطة بخار الماء وغاز ثاني أكسيد الكربون. الأشعة التي تصل إلي سطح الأرض تقع بشكل أساسي في مدي الأطوال الموجية من 0.29 إلي 2.5 ميكرومتر، علاوة علي ذلك فإن جزء من الأشعة يتعرض للتشتت والاعتراض من الهواء الجاف وبخار الماء وجزيئات الغبار العالقة. و كنتيجة لامتصاص الغلاف الجوي لجزء من الأشعة وتشتت الجزء الآخر فإن الطاقة المحملة في الأشعة تنخفض قيمتها قبل أن تصل إلي سطح الأرض، وتعتمد درجة النقص في الأشعة علي طول مسارها في الغلاف الجوي وكذلك طبيعة الغلاف الجوي في هذا المسار، ويتم التعبير عن طول المسار في الغلاف الجوي بما يعرف بكتلة الهواء ويرمز لها m وقيمتها تكون أقل ما يمكن علي سطح الأرض عندما تكون الشمس في الاتجاه الرأسي مباشرة أي أن زاوية السمت Z = 0, وعند ذلك تكون قيمة m تساوي 1. عندما تميل الشمس فإن مسار الشعاع سيزيد بالمقارنة بالوضع الرأسي وفي هذه الحالة تزيد قيمة m عن الواحد، وبشكل عام يمكن حساب قيمة كتلة الهواء m من العلاقة التالية:  m = 1 / cos  حيث: خارج الغلاف الجوي تكون قيمة m مساوية للصفر وهذا يعني أن الشعاع لم تتغير قيمته.  لحساب الإشعاع الشمسي داخل الغلاف الجوي أو علي سطح الأرض، يمكن استخدام العلاقة التالية والتي يمكن منها حساب القيمة اللحظية للإشعاع (H = A × exp(-B / Sin) = A × exp(-B × m حيث:  نتيجة لتغير المسافة بين الشمس والأرض وتغير كميات بخار الماء والمواد العالقة في الهواء الجوي بصورة موسمية فإن قيمة الثوابت A و B تتغير علي مدار السنة، والجدول التالي يبين قيم هذه الثوابت لكل يوم 21 من أشهر السنة. هذه القيم مأخوذة ليوم متوسط السحب وللمناطق الواقعة علي خط عرض من 0 إلي 64 في نصف الكرة الشمالي، وفي حالة الأيام التي يكون فيها الجو صافي جدا فإن القيم المحسوبة من المعادلة السابقة تزيد بنسبة 15%, ولحساب الإشعاع الشمسي المشتت الساقط علي سطح ما يمك استخدام العلاقة التالية: H = C × H × F حيث: (F = 0.5 (1 + Cos حيث:  تعتمد كمية الإشعاع الشمسي الساقطة علي سطح ما واقع علي سطح الأرض علي: و لحساب الأشعة علي السطح المائل سواء من القيم المقاسة للسطح الأفقي أو المحسوبة فلابد من تحويل هذه البيانات لكي تكون خاصة بالسطح المائل، وفي حالة الإشعاع المباشر يمكن إستنتاج أن: Cos = H / H Cos = H / H حيث: و من ثم نجد أن: "R = H / H = Cos / Cos حيث:  السطح المائل يستقبل الأشعة المباشرة والمشتتة وكذلك المنعكسة من سطح الأرض والأجسام المحيطة، ويمكن حساب الأشعة الكلية الساقطة علي السطح المائل من العلاقة التالية: H = H×R + C × H ×(1+Cos)/2 +(H+H) × ρg × (1 - Cos)/2 حيث: بالنسبة للسطح الأفقي فإن مجموع الأشعة الساقطة تكون مساوية للأشعة المباشرة والمشتتة أي أن: H = H + H  حيث:  و يمكن تعريف معامل الميل للإشعاع الكلي من العلاقة التالية: R = H / H = (H / H) × R + (H / H) × (1+COS)/2 + ρg × (1-COS)/2 حيث:  الغرض الأساسي من قياس شدة الإشعاع الشمسي يتحدد في معرفة وتسجيل القيم اللحظية والقيم علي المدي الطويل للإشعاع الشمسي المباشر والمشتت والكلي الساقط علي سطح ما. و الأجهزة المستخدمة في هذا المجال تعتمد إما علي التأثير الكهروحراري أو التأثير الكهروضوئي , وتستخدم ضمن هذه الأجهزة دوائر إلكترونية يمكنها تسجيل وتكامل البيانات اللحظية بحيث يمكن الحصول علي بيانات كل ساعة أو بيانات يومية. و يوجد نوعان شائع استخدامهما في هذا المجال، هما:  الوصلة الساخنة للإزدواجات الحرارية تكون مطلية باللون الأسود وموجودة علي السطح العلوي (أي معرضة لأشعة الشمس القادمة عبر الغلاف الجوي), والوصلة الباردة تكون متجهة للاسفل داخل الجهاز ومحجوبة عن الشمس. و يحتوي الجهاز علي قرص حماية أبيض لامع وذلك لمنع تأثر الإزدواج الحراري بمصدر آخر خلاف الإشعاع الشمسي المطلوب قياسه. ويعاير هذا الجهاز لقياس الإشعاع الكلي علي السطح الأفقي، وفي حالة الاستخدام لقياس الإشعاع علي سطح مائل يلزم عمل تصحيح للقراءات المقاسة. و يمكن استخدام البيرانوميتر لقياس الإشعاع المشتت فقط، وذلك بتظليل سطح إستقبال الأشعة في الجهاز لمنع وصول الأشعة المباشرة. وبهذه الطريقة يمكن القول أنه باستخدام هذا الجهاز يمكن وبطريقة غير مباشرة معرفة كل من الإشعاع المباشر والمشتت. 2.البيرهليوميتر : يستخدم لقياس الإشعاع المباشر، ويتم حجب الأشعة المشتتة في هذا الجهاز عن طريق وضع حساس القياس (وهو عبارة عن عمود حرارة) في قاع أنبوبة موجهة مباشرة إلي الشمس. الانبوبة المستخدمة تكون نسسبة القطر إلي الطول فيها 0.1 مما يجعل زاوية الرؤية 5.7 درجة، وتكون الأنبوبة مطلية باللون الأسود وبها هواء جاف عند الضغط الجوي، ويتم تثبيتها علي قاعدة تسمح بتحريكها بسهولة لكي تكون موجهة مباشرة إلي الشمس.