A talaj hőgazdálkodásának modellezése két nagy részre bontható:

1. Az energia szétosztása a talajfelszínén

2. A talajszelvényben a hőmérséklet eloszlásának vizsgálata

A bevezetésben említett három mechanizmus (sugárzás, áramlás és vezetés) párhuzamosan játszódik le a hőenergia szállításakor.

Az energia szétosztása a talajfelszínen:

R_nbecslése:

A hosszúhullámú égboltsugárzás becslésére jól használható a BRUNT’s formula:

A felszínen történő látens és szenzibilis hőáramlást az alábbi egyenletekkel lehet kiszámítani:

A határréteg aerodinamikai ellenállását Van Bavel és Hillel (1976) az alábbi formulával közelítette:

A levegő nedvességtartalma a talajfelszínen:

Telítési páratartalom a talaj felszínén Murray (1967) szerint:

A párolgás energiája (Forsythe, 1964):

Szenzibilis hőáramlás:

A talajban végbemenő hőáramlást az alábbi összefüggéssel lehet leírni:

Az R_n, LE, H_sés G változók függenek az ismeretlen talajfelszín hőmérséklettől. Ahhoz, hogy a talajfelszín hőmérsékletét ki tudjuk számítani, először az egyenlet jobb oldalát numerikusan kell közelíteni. Ehhez Chung és Horton (1987) az alábbi formulát javasolta:

A talajfelszín hőmérsékletét numerikus módon lehet számítani az időléptéknek megfelelően. Az energiamérleget James et al. (1977) bisector gyökkeresési algoritmussal számítjuk. A talajfelszín hőmérsékletét, amit az energia szétosztás során becsültünk, felső határértékként használjuk a modellezés során. A talaj víztartalmának párolgását az energiamérleg maradéktagjaként becsüljük lépésről-lépésre.