Radiasi global (Global Horizontal Irradiance, GHI) adalah jumlah total radiasi matahari yang diterima pada permukaan horizontal per satuan luas, mencakup komponen radiasi langsung (Direct Normal Irradiance) dan radiasi diffuse (Diffuse Horizontal Irradiance). Parameter ini merupakan masukan utama dalam pemodelan energi surya, studi neraca energi permukaan, evapotranspirasi, dan pemodelan iklim regional.

Albedo global menunjukkan fraksi radiasi matahari yang dipantulkan kembali ke angkasa oleh permukaan bumi dan atmosfer. Nilai albedo berkisar antara 0 (permukaan hitam sempurna, menyerap seluruh radiasi) hingga 1 (permukaan putih sempurna, memantulkan seluruh radiasi). Albedo permukaan sangat dipengaruhi oleh jenis tutupan lahan: salju segar (~0,80–0,90), pasir kering (~0,30–0,40), rerumputan (~0,20–0,25), hutan (~0,10–0,15), dan permukaan air (~0,05–0,10). Perubahan albedo akibat deforestasi, urbanisasi, atau pencairan es memiliki dampak signifikan terhadap neraca radiasi dan iklim global (climate feedback). Pengukuran dilakukan dengan membandingkan radiasi pantul (upward) terhadap radiasi datang (downward) menggunakan sepasang pyranometer yang dipasang pada posisi menghadap atas dan bawah.

Radiasi diffuse adalah komponen radiasi matahari yang telah dihamburkan (scattered) oleh molekul udara, aerosol, dan partikel awan di atmosfer sebelum mencapai permukaan bumi. Berbeda dengan radiasi langsung yang datang dari arah disk matahari, radiasi diffuse datang dari seluruh arah langit secara merata. Pada kondisi langit cerah, kontribusi diffuse sekitar 10–20% dari radiasi global; pada kondisi mendung tebal, hampir seluruh radiasi global berasal dari komponen diffuse. Parameter ini sangat penting untuk: (1) studi interaksi radiasi-aerosol dan radiasi-awan, (2) kalibrasi model transfer radiasi atmosfer, (3) analisis kualitas udara dan visibilitas, serta (4) desain sistem panel surya yang dioptimalkan untuk menangkap radiasi dari berbagai sudut. Pengukuran dilakukan dengan pyranometer yang dilengkapi shadow ring atau solar tracker dengan shading disk untuk memblokir komponen langsung.

Radiasi langsung (Direct Normal Irradiance, DNI) adalah komponen radiasi matahari yang mencapai permukaan bumi dalam jalur lurus dari arah disk matahari tanpa mengalami hamburan (scattering) oleh atmosfer. Radiasi langsung diukur pada bidang yang selalu tegak lurus terhadap arah datang sinar matahari menggunakan pyrheliometer yang dipasang pada solar tracker otomatis. Intensitas radiasi langsung sangat bergantung pada: (1) sudut zenith matahari (posisi matahari di langit), (2) ketinggian dan tutupan awan, (3) ketebalan optik aerosol (AOD), dan (4) kandungan uap air dan ozon di kolom atmosfer. Radiasi langsung merupakan komponen paling penting untuk aplikasi Concentrated Solar Power (CSP) dan panel surya dengan sistem pelacak (tracking). Penurunan tren radiasi langsung jangka panjang dapat menjadi indikator peningkatan aerosol atau perubahan pola tutupan awan akibat perubahan iklim.

Radiasi refleksi (reflected solar radiation, upward shortwave) adalah komponen radiasi matahari gelombang pendek (0,3–3,0 μm) yang dipantulkan kembali ke atas oleh permukaan bumi. Pengukuran dilakukan menggunakan pyranometer yang dipasang menghadap ke bawah (down-facing) pada ketinggian standar. Data radiasi refleksi bersama dengan radiasi global datang digunakan untuk menghitung albedo permukaan (α = Rfl/Rg) secara real-time. Perubahan nilai refleksi dari waktu ke waktu dapat mengindikasikan: (1) perubahan kelembaban tanah (tanah basah lebih gelap, refleksi rendah), (2) pertumbuhan atau pemangkasan vegetasi, (3) perubahan musim yang mempengaruhi warna dan kerapatan tutupan lahan, serta (4) keberadaan genangan air atau embun pada permukaan. Parameter ini merupakan komponen kunci dalam menghitung radiasi netto gelombang pendek pada neraca energi permukaan.

Radiasi inframerah (longwave radiation, 4–100 μm) adalah radiasi termal yang dipancarkan oleh permukaan bumi dan atmosfer sebagai fungsi dari suhu absolutnya (mengikuti Hukum Stefan-Boltzmann). Berbeda dengan radiasi gelombang pendek yang didominasi oleh matahari, radiasi gelombang panjang berlangsung terus-menerus siang dan malam dan merupakan mekanisme utama pendinginan permukaan bumi. Pengukuran dilakukan menggunakan pyrgeometer yang dilengkapi dengan dome silikon yang memfilter radiasi gelombang pendek. Radiasi inframerah dipengaruhi oleh: (1) suhu permukaan tanah/vegetasi, (2) kandungan uap air dan gas rumah kaca di atmosfer yang menyerap dan memancarkan kembali radiasi termal, (3) tutupan awan — awan rendah bertindak sebagai radiator termal yang kuat (emissivity mendekati 1), serta (4) profil suhu vertikal atmosfer. Dalam konteks perubahan iklim, ketidakseimbangan antara radiasi inframerah keluar (OLR) dan radiasi inframerah masuk (DLR) menentukan laju pemanasan atau pendinginan permukaan.

Radiasi nett (net radiation, Rn) adalah selisih bersih antara seluruh radiasi yang datang dan yang pergi pada permukaan bumi, mencakup komponen gelombang pendek (shortwave) dan gelombang panjang (longwave). Dihitung sebagai: Rn = (Rg↓ − Rg↑) + (L↓ − L↑), dimana Rg↓ adalah radiasi global datang, Rg↑ adalah radiasi pantul, L↓ adalah radiasi atmosfer datang (DLR), dan L↑ adalah radiasi termal permukaan (ULR). Radiasi nett merupakan parameter paling fundamental dalam neraca energi permukaan karena menentukan jumlah energi yang tersedia untuk: (1) pemanasan tanah dan udara (fluks panas terasa, sensible heat), (2) penguapan air dan transpirasi tanaman (fluks panas laten), serta (3) fotosintesis dan metabolisme ekosistem. Nilai positif menunjukkan permukaan menerima energi (pemanasan), sedangkan nilai negatif menunjukkan permukaan kehilangan energi (pendinginan). Pengukuran dilakukan menggunakan net radiometer.

UVA (Ultraviolet A, 315–400 nm) adalah komponen radiasi ultraviolet dengan panjang gelombang terpanjang yang mencapai permukaan bumi dalam jumlah signifikan. Sekitar 95% dari total radiasi UV yang mencapai permukaan adalah UVA. Berbeda dengan UVB yang sebagian besar diserap oleh lapisan ozon stratosfer, UVA menembus atmosfer dengan atenuasi yang relatif kecil. Karakteristik utama UVA: (1) mampu menembus hingga lapisan dermis kulit dan berkontribusi pada penuaan dini (photoaging) dan risiko kanker kulit jangka panjang; (2) berperan dalam degradasi material (plastik, cat, tekstil) melalui proses fotooksidasi; (3) mempengaruhi fotosintesis dan pertumbuhan tanaman tertentu; serta (4) digunakan dalam aplikasi fotokatalisis untuk pemurnian air dan udara. Intensitas UVA di permukaan dipengaruhi oleh: sudut zenith matahari, ketebalan ozon, ketinggian tempat, albedo permukaan (refleksi dari pasir atau salju meningkatkan eksposur), dan keberadaan awan serta aerosol. Pengukuran dilakukan menggunakan radiometer UV pita lebar (broadband) atau spektroradiometer UV dengan resolusi spektral.

UVB (Ultraviolet B, 280–315 nm) adalah komponen radiasi ultraviolet dengan panjang gelombang menengah yang memiliki energi lebih tinggi dibandingkan UVA. Hanya sebagian kecil UVB mencapai permukaan bumi karena sebagian besar diserap oleh lapisan ozon stratosfer — menjadikan UVB sebagai indikator sensitif perubahan ketebalan ozon. Karakteristik utama UVB: (1) merupakan penyebab utama kulit terbakar (sunburn) dan kerusakan DNA yang dapat memicu kanker kulit (melanoma dan non-melanoma); (2) diperlukan dalam dosis terkontrol untuk sintesis vitamin D pada kulit manusia; (3) mempengaruhi produktivitas fitoplankton di lapisan permukaan laut (dasar rantai makanan); (4) dapat merusak tanaman pertanian melalui penghambatan fotosintesis dan pertumbuhan; serta (5) digunakan sebagai agen sterilisasi/disinfeksi dalam pengolahan air dan permukaan. Intensitas UVB sangat bergantung pada: total ozon kolom (semakin tipis ozon, semakin tinggi UVB), sudut zenith matahari, ketinggian, dan reflektivitas permukaan. Tren jangka panjang UVB permukaan digunakan untuk memvalidasi pemulihan lapisan ozon pasca implementasi Protokol Montreal (1987).

Durasi penyinaran matahari (sunshine duration, SD) adalah lamanya waktu dalam satu periode (jam atau hari) di mana radiasi matahari langsung melebihi ambang batas tertentu, biasanya 120 W/m² sesuai standar WMO. Parameter ini diukur menggunakan sunshine duration sensor (alat otomatis) atau Campbell-Stokes sunshine recorder (metode konvensional menggunakan bola kaca yang memfokuskan sinar matahari untuk membakar jejak pada kartu). Durasi penyinaran merupakan indikator sederhana namun penting untuk: (1) karakterisasi iklim regional — rasio durasi penyinaran aktual terhadap durasi penyinaran maksimum teoritis menunjukkan tingkat keawanan; (2) potensi energi surya — wilayah dengan durasi penyinaran tinggi (>60% dari maksimum) sangat potensial untuk PLTS; (3) pemodelan pertanian — mempengaruhi laju fotosintesis, pembungaan, dan hasil panen; (4) analisis tren iklim jangka panjang — penurunan durasi penyinaran global (global dimming) yang diamati antara 1950-an hingga 1980-an dan pemulihan selanjutnya (global brightening); serta (5) estimasi radiasi global harian menggunakan model Angström-Prescott ketika data pyranometer tidak tersedia.