Doğadaki enerjinin büyük çoğunluğu Güneş’ten gelir. Dünyanın kendisi bir miktar jeotermal enerji sağlarken, geri kalan her şey güneş radyasyonundan gelir. Bir yerin ne kadar güneş radyasyonu alacağı, Güneş’in geliş açısı, bulut örtüsü, atmosferin bileşimi ve yüzeyin kendisinin albedo’su gibi bir dizi faktöre bağlıdır. Bunların arasında, mevsimsel değişimi belirleyen şey olduğu için, geliş açısı belki de en önemlisidir.
Güneş’ten enerji geldiğinde önce atmosfere nüfuz etmesi gerekir. Bir miktar enerji hava veya havada bulunan parçacıklar tarafından emilir; bir miktar enerji uzaya geri yansır; bir miktar enerji onu yüzeye çıkarır.
Havanın farklı dalga boyları farklı elementler tarafından yansıtılır ve emilir – bu nedenle, örneğin, O3 parçacıkları Güneş’in zararlı ultraviyole dalga boylarının %90’ından fazlasını emdiği için ozon tabakası çok önemlidir.
Dünyanın açısına bağlı olarak, ışınların yüzeye çarpmadan önce geçmesi gereken farklı bir atmosfer miktarı olacaktır. Işınlar tam yukarıdan geliyorsa, yani Güneş meridyendeyse, yüzeye ulaşabilmek için minimum miktarda atmosferden geçmeleri gerekir. Bu, minimum miktarda enerjinin ışınlar tarafından emileceği anlamına gelir.
Ancak ışınlar bir açıdan geliyorsa, daha büyük bir hava kütlesinden geçmek zorunda kalacaklar ve enerjinin daha fazlası emilecek veya yansıtılacaktır. Bu, Güneş’ten yüzeyde mevcut olan enerji miktarını azaltma etkisine sahiptir.
Bulut örtüsü veya havada volkanik kül veya diğer parçacıkların varlığı gibi diğer faktörler de atmosferin emici veya yansıtıcı etkisini artırabilir ve geçen enerji miktarını azaltabilir.
Yüzey enerjisi de yüzey absorpsiyonunun bir ürünüdür. Kar yüksek bir albedoya sahiptir ve atmosfere çok fazla enerji yansıtır – karlı alanlar, nispeten düşük albedoya sahip kayalık alanlara göre daha düşük yüzey enerjisine sahiptir.
Yüzeyin yansıtıcı/soğurucu özelliklerinin yanı sıra Güneş ışınlarının çarptığı açı da rol oynar. Bir yüzey doğrudan Güneş’e doğru eğilirse, enerji doğrudan ona çarpacak ve mümkün olan en küçük alanda yoğunlaşacaktır.
Ancak yüzey eğilirse, Güneş’e maruz kalan alan, gelen ışınların POV’sinden bakıldığında daha küçük görünecektir. Bu nedenle, alana daha az miktarda ışın yayılacak ve konsantrasyonu önemli ölçüde azaltacaktır. Daha düşük konsantrasyonlar, daha düşük yüzey enerjisi anlamına gelir.
Böylece Güneş’in geliş açısı yüzey enerji seviyelerini iki şekilde etkiler – birincisi Güneş ışınlarının Dünya’ya ulaşmak için geçmesi gereken atmosfer miktarını arttırır; ikinci olarak, bu ışınların yüzeye ulaştıklarında konsantrasyonlarını azaltır.
