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由于太陽輻射至地球大氣外層的陽光是一個(gè)連續(xù)的能量光譜，其波長范圍為。0.7nm至約3000nm。穿過大氣層后，部分長波輻射被水蒸氣和二氧化碳吸收。最后，只有紅外輻射的短波部分到達(dá)地球表面。
波長小于175nm的短波紫外輻射被高子地球表面100km的大氣層中的氧所吸收，而175~290nm的輻射則為同溫層臭氧層所吸收。臭氧層的最低平均緯度為海拔15km，在海拔25~30krn外密度最大。被臭氧層吸收后所剩余的太陽光中的紫外部分，即波長為290 ~400nrn的輻射，可引發(fā)戶外塑料的降解。
除了考慮臭氧層吸收后還剩余的部分紫外線輻射外，大氣中的空氣分子和氣溶膠粒子(水、液滴、塵埃)對日光的散射作用也是不能忽視的。因此，引起塑料老化的輻射，即達(dá)到地球表面的輻射，應(yīng)包括直接的陽光(太陽輻射)和散射光(空間輻射)兩部分。散射光強(qiáng)度可用Rayleigh定律計(jì)算[見式(2. 1)]。
由式(2. 1)可知，散射光的強(qiáng)度與人射光波長的四次方成反比。這說明，盡管在陰天，太陽的直接輻射由于被云層吸收面減少，但總輻射中的紫外部分則有可能由于易于達(dá)到地球
表面的短波長散射的增加而增加。這個(gè)間題近來已引起了人們的注意。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，從積聚云側(cè)面的散射可使太陽總輻射增高24%，此值高于中午太陽的最大直接輻射。
按一級近似，總輻射的強(qiáng)度及光譜分布是太陽位里的函數(shù)，當(dāng)然，是隨每天的時(shí)刻及季節(jié)而變化的。實(shí)際上，太陽的位置決定了光必須穿過的空氣層的厚度，因而也決定了光被吸收的情況。表2. 4所示說明了垂直入射光的整體輻射強(qiáng)度?？梢钥闯?，引起高聚物降解的輻射能量僅為總輻射的6%。
如上面已提及的，波長195 ~290nm間的紫外輻射能為大氣臭氧層所吸收。因臭氧層隨季節(jié)及地區(qū)面異，所以短波被吸收的量，短波輻射的強(qiáng)度，與地理位置及季節(jié)非常有關(guān)。計(jì)算所得的波長297. 5nm的輻射強(qiáng)度隨緯度及季節(jié)的變化如圖2.1所示，該計(jì)算是根據(jù)當(dāng)天太陽所處最高位置對垂直于直接輻射方向的平面進(jìn)行的[15]。在赤道處，輻射強(qiáng)度隨季節(jié)的變化甚少，面在北緯50°處，這種變化可達(dá)3個(gè)數(shù)量級。從圖2. 2可看出，對波長312. 5nm的輻射，這種變化遠(yuǎn)不如波長297，5nrn的輻射明顯。不過，這類變化是重要的。
除了紫外輻射外，還必須考慮不同氣候地區(qū)溫度和濕度的差異。事實(shí)上，熱氧化降解相對于光氧化降解的重要性，隨溫度增高面逐漸位居主導(dǎo)地位，且在一般情況下，熱氧化降解總是與光氧化降解重益的。通過萃取或水解，以及通過參與涉及某些顏料(如TiO2)的光化學(xué)反應(yīng)，水也會影響高聚物的降解過程。
考慮到大氣的光學(xué)性質(zhì)，由于人類活動(dòng)造成的各種發(fā)射也是應(yīng)當(dāng)注意的。一方面，光化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致形成多種氧化劑(煙霧)，特別是對流層中的臭氧。另一方面，人類活動(dòng)也可干擾同溫層臭氧的水平，因而使到達(dá)地球的短波紫外線輻射增加。同溫層臭氧損耗對聚合物光降解的可能作用，正日益引起人們的關(guān)注。
