לאחר שקרינת השמש עוברת באטמוספירה, עוצמתה והתפלגות האנרגיה הספקטרלית משתנים. האנרגיה של קרינת השמש המגיעה לקרקע קטנה בהרבה מזו של האטמוספירה העליונה. בספקטרום הסולארי חלוקת האנרגיה כמעט נכחדת באזור הספקטרום האולטרה סגול, מופחתת ל -40% באזור הספקטרום הנראה לעין, וגדלה ל -60% באזור הספקטרום האינפרא אדום.
בגבול העליון של האטמוספירה של כדור הארץ&# 39, הקרינה היומית הכוללת היא הגדולה ביותר בחצי הכדור הצפוני בתקופת הקיץ, וההתפלגות מהקוטב לקו המשווה אחידה יחסית; במהלך שעון החורף, הקרינה היומית הכוללת בחצי הכדור הצפוני היא הקטנה ביותר, עם אפס במעגל הקוטב, וההבדל הגדול ביותר בין הצפון לדרום. המצב הפוך בחצי הכדור הדרומי. במהלך שוויון האביב ושוויון הסתיו, התפלגות הקרינה היומית הכוללת פרופורציונאלית לקוסינוס הרוחב. באזור שבין טרופי הסרטן לטרופי הגדי יש את הקרינה היומית הכוללת הגדולה ביותר פעמיים בשנה, עם שינויים שנתיים קטנים. ככל שקו הרוחב גבוה יותר, כך השינוי בקרינה היומית הכוללת גדול יותר.
התפלגות הקרינה השנתית הכוללת העולמית המגיעה לפני השטח היא בעצם בצורת פס, והיא נהרסת רק בקווי רוחב נמוכים. באזור קו המשווה, עקב תנאי מעונן, הקרינה השנתית הכוללת אינה הגבוהה ביותר. בחגורה הגבוהה הסובטרופית של חצי הכדור הצפוני והדרומי, במיוחד באזורים המדבריים של היבשת, הקרינה השנתית הכוללת גדולה יחסית, והמקסימום הוא בצפון מזרח אפריקה.
