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低纬度地区天文辐射的季节变化明显小于高纬度地区，而全年天文辐射总量是低纬度地区大于高纬度地区。
天文辐射的纬度变化梯度，无论在南半球还是在北半球都是冬季大于夏季。
在春分日和秋分日，太阳直射赤道，使赤道上的天文辐射最大，向两极天文辐射减少，到北极点和南极点为0。
在夏至日，太阳直射北回归线，北半球白昼时间加长，且纬度越高白昼越长，到北极圈以北出现极昼。北极及高纬地区太阳辐射虽低，但由于日照时间长，接受的天文辐射最大。然而，即使如此，北极地区也仅比赤道多接受约10的七次方的天文辐射。从北回归线向南，天文辐射逐渐减少，到北极圈以南，出现极夜，天文辐射为0。
在冬至日，太阳直射南回归线，南半球白昼时间加长，且纬度越高白昼越长，到南极圈以南出现极昼。南极及高纬地区接受的天文辐射最大，且其范围大于夏至日的北极及高纬地区，因为这段时间地球位于近日点附近。从南回归线向北，天文辐射逐渐减少，到北极圈以北，出现极夜，天文辐射为0。
总的来说，天文辐射不但随纬度的变化而变化，还随季节的变化而变化。
天文辐射的时空变化特点是：①全年以赤道获得的辐射最多，极地最少。这种热量不均匀分布，必然导致地表各纬度的气温产生差异，在地球表面出现热带、温带和寒带气候；②天文辐射夏大冬小，它导致夏季温高冬季温低。 大气对太阳辐射的削弱作用包括大气对太阳辐射的吸收、散射和反射。太阳辐射经过整层大气时，0.29μm以下的紫外线几乎全部被吸收，在可见光区大气吸收很少。在红外区有很强的吸收带。大气中吸收太阳辐射的物质主要有氧、臭氧、水汽和液态水，其次有二氧化碳、甲烷、一氧化二氮和尘埃等。云层能强烈吸收和散射太阳辐射，同时还强烈吸收地面反射的太阳辐射。云的平均反射率为0.50～0.55。 经过大气削弱之后到达地面的太阳直接辐射和散射辐射之和称为太阳总辐射。就全球平均而言，太阳总辐射只占到达大气上界太阳辐射的45％。总辐射量随纬度升高而减小，随高度升高而增大。一天内中午前后最大，夜间为0；一年内夏大冬小。 太阳辐射能在可见光线（0.4～0.76μm）、红外线（＞0.76μm）和紫外线（＜0.4μm）分别占50％、43％和7％，即集中于短波波段，故将太阳辐射称为短波辐射。 太阳辐射试验是评定户外无遮蔽使用和储存的设备经受太阳辐射热和光学效应的能力。