在大气物理学中，常称太阳辐射为短波辐射，在入射太阳辐射中，有一部分经空气分子、云以及海表面反射回太空，称为向上短波辐射，另一部分被平流层臭氧、对流层水汽和气溶胶、云以及海表面所吸收，称为向下短波辐射。被海洋表面吸收的短波辐射，一部分以长波辐射的方式进入大气，另一部分则通过湍流和对流以感热和潜热的形式传输给大气（见图）。

地（海）气系统总的辐射平衡框图（数字的单位为百分率）

根据普朗克定律，自然界的各种物体向外辐射的波长与其温度成反比，一般温度愈高其最强辐射的波长愈短，温度愈低辐射的波长愈长。太阳的光球表面温度约6000K，太阳辐射中约有一半的能量分布在0.4～0.76微米的可见光区（44%），其余一半大多在近红外区（48%），少量在紫外区（8%）。与地球辐射相比，太阳辐射的波长短得多，故把太阳辐射称为短波辐射。又由于海表面温度不超过30℃，在这样温度条件下，海平面辐射能主要集中在4～80微米的波长范围内，故海洋表面不能自发地向外放射短波辐射。

到达海面的向下短波辐射主要是由太阳高度角和大气透过率决定。太阳高度角越大，到达海面的短波辐射越多，而大气透过率主要取决于水汽和云量，低云越多、云层越厚，向下短波辐射越少。经海面反射的向上短波辐射与海面反照率有直接关系。由于水面反照率比陆地小，一般不超过10%，故到达地球表面的太阳辐射大部分被海洋吸收和贮藏。其中，影响反照率的大气透过率、太阳高度角和海面粗糙度等也是影响向上短波辐射的重要因子。

到达海表面的短波辐射可以穿透一定深度的水体。短波辐射在传输过程中被水体吸收，加热它穿过的水体，使其温度升高。短波辐射在上层海洋热量传输及垂直热量结构的变化中起着重要作用，水中太阳辐射传输变化主要依赖于短波辐射衰减系数。短波辐射的衰减系数不仅与水分子吸收有关，还与水体光学成分浓度有关。水体越清澈，短波辐射衰减越慢，可穿透更深水体，辐射能量可对更深的水体加热。相反，水体越混浊，短波辐射衰减越快，其穿透水体更浅，辐射能量仅对较浅的水体进行加热。

进入海洋内部的太阳辐射大小和时空变化，将会引起上层海洋热量结构在垂直方向上的变化：在不同时间尺度上影响上层水体混合层的深度和强度，上层海洋生态过程，上层海洋热、动力过程等；进而通过海气相互作用影响到全球气候变化。