短波放射とは、太陽から放射される放射エネルギーで、波長は赤外線から可視光線、紫外線に及びます。 したがって、短波放射は、地球表面の特定の場所の日照時間にのみ関連しています。 このエネルギーは、地球の大気圏上部にフラックス（1平方メートルあたりのワット数）で到達するが、年間を通じて、また年によってほとんど変化しない。 そのため、水文学的なシミュレーションを行う際には、通常、このフラックスを一定として扱う。 入射放射線の一部は、大気圏の上部で反射され、一部は雲で反射される。 入射放射の一部は、大気によって吸収され、一部は雲によって吸収される。 アルベドは、地表に到達した短波放射のうち、大気中に反射される割合である。 地表面上で反射または吸収されない短波放射は、蒸発散や積雪融解などの水文学的プロセスを駆動するために利用できる。
気象モデルに含まれる短波放射法は、エネルギーバランス法が蒸発散または融雪に使用される場合にのみ必要である。 利用可能なオプションは、単純なものから複雑なものまで、詳細な範囲をカバーしています。 単純な指定方法は、時系列ゲージやグリッドの入力でも利用可能である。 各オプションは、反射または吸収される地表面に到達する正味の短波放射を生成する。 各方法の詳細については、以下のセクションで説明します。
Bristow Campbell法（Bristow and Campbell, 1984）は、地表の短波放射を推定するための概念的なアプローチを使用しています。 日中、大気中に雲が存在すると、入射する太陽放射の一部が遮られるため、太陽熱が減少し、結果として気温が下がります。 逆に、雲がない場合は、太陽放射が大気を通過するため、暖房効果が高くなり、気温が高くなる。 理論的には、1日の気温差は、曇りの日は小さく、曇りのない日は大きくなるはずである。 Bristow Campbell法には、気象モデルの各小流域のパラメータデータが入ったComponent Editorがあります。 Watershed Explorerでは、日射の画像を使用して短波コンポーネントエディタにアクセスできます（図1）。
大気温度ゲージは、各サブ流域の大気変数で選択する必要があります
図1。 ブリストウ・キャンベル短波放射法を用いた気象モデルで、個々の小流域のコンポーネントエディターがある
気象モデルの各小流域のコンポーネントエディターは、パラメータデータの入力に使用される（図2）。 透過率は流域の最大晴天特性を表している。 透過率の初期値は0.70である。 指数は最高気温が上昇するタイミングを制御するもので、湿度の高い環境から乾燥した環境まで様々なものがあります。 指数の初期値は2.4です。
月平均気温の範囲を入力する必要があります。 この値は月平均最高気温と月平均最低気温の差である。
図2. Bristow Campbell短波放射法を用いた小流域の大気・気温データの入力
FAO56
FAO56法はAllen, Pereira, Raes, and Smith（1998）が詳述したアルゴリズムを実装したものである。 このアルゴリズムは、シミュレーションの各時間区間について、小流域の座標、1年のユリウス日、区間の真ん中の時刻を用いて、太陽偏角と太陽角が計算される。 この日射量から、各流域の地球外放射量を計算する。 ユリウス日をもとに総日照時間を計算し、実際の日照時間数と比較します。 地表に到達する短波放射は、次に、雲に覆われたことによる日照時間の減少を考慮した最も一般的な関係を使用して計算されます。
Watershed Explorerは、太陽放射の画像を使用して短波成分エディタへのアクセスを提供します(図3)。 FAO56方式では、気象モデルの全小流域のパラメータデータが入ったコンポーネントエディタがあります（図4）。 また、各サブベーシンのコンポーネントエディターも含まれている（図5）。
図3. FAO56短波放射法を用いた気象モデルで、個々の小流域ごとにコンポーネントエディタが用意されています。
気象モデルのすべての小流域に、時間帯の中心子午線が含まれています（図4）。 現在、タイムゾーンの指定はないため、子午線は手動で指定する必要がある。 中央子午線は、一般的にローカルタイムゾーンの中心の経度である。 経度0より西の子午線は負に、経度0より東の子午線は正に指定する必要がある。 子午線はプログラムの設定により、10進の度または度、分、秒で指定されることがある。 ローカルタイムゾーンの中心子午線の経度を入力する。
気象モデルの各小流域のコンポーネントエディタは、流域全体の雲量差を考慮するために必要なパラメータデータを入力するために使用される（図5）。 雲量は日照時間の時系列によって考慮される。 日照時間は、短波放射が1平方メートルあたり120ワットを超える1時間あたりの小数点以下の時間数として定義される(WMO, 2008)。
図5。 日照時間の時系列ゲージを選択する。
グリッド化ハーグリーブス
グリッド化ハーグリーブス法は、ハーグリーブス方程式が小流域全体の面積平均値ではなく、個別の境界条件を用いて各グリッドセルに適用される以外は通常のハーグリーブス法（後述）と同じである。
格子版Hargreaves短波法には、気象モデル内のすべての小流域のパラメータデータを含むComponent Editorが含まれています。 Watershed Explorerでは、日射の画像を使用して短波コンポーネントエディタにアクセスできます（図6）
図6. すべての小流域のためのコンポーネントエディタとグリッド化されたHargreaves短波法を使用する気象モデル。
コンポーネントエディタは、すべての小流域について温度のグリッドセットを選択する必要があります（図7）。 現在のグリッドセットは選択リストに表示されます。 利用可能なグリッドセットが多数ある場合は、選択リストの横にあるグリッドボタンでアクセスできるセレクタからグリッドセットを選択するとよいでしょう。
The Component Editorはタイムゾーンの中央子午線を必要とします。 流域モデルが複数のタイムゾーンにまたがっている場合、流域モデルの排水区域の大部分を含むタイムゾーンの中心子午線を入力します。 中心子午線は、ローカルタイムゾーンの中心の経度を指します。 経度0より西の子午線はマイナス、経度0より東の子午線はプラスで指定する。 子午線は、プログラムの設定により、10進の度または度、分、秒で指定できます。
Component EditorはHargreaves shortwave係数を必要とします。 デフォルトの Hargreaves shortwave 係数は摂氏の平方根あたり 0.17 で、これは華氏の平方根あたり 0.1267 に相当します。 デフォルトのHargreaves短波係数は、Hargreaves and Samani (1985)の潜在的蒸発散の定式化において、摂氏の平方根当たり0.17と暗黙の了解になっている。 Hargreaves短波係数はユーザが調整することができる。 Gridded Hargreaves shortwaveメソッドのコンポーネントエディタ。
Gridded Shortwave
グリッド付き短波メソッドはModClarkグリッド付き変換で動作するよう設計されています。 しかし、他の面積平均変換法でも同様に使用することができます。 このメソッドの最も一般的な使用方法は、例えば動的大気モデルなどの外部モデルによって作成されたgridded shortwave放射推定値を利用することです。 ModClark以外の変換メソッドで使用する場合、小流域のグリッドセルの面積加重平均が、各小流域の短波放射時系列を計算するために使用されます。
グリッドの短波メソッドは、気象モデルのすべての小流域のパラメータデータを含むコンポーネントエディタを含んでいます。 Watershed Explorerでは、日射の画像を使用して短波コンポーネントエディタにアクセスできます（図6）
図6. グリッドの短波法を使用する気象モデルで、気象モデル内のすべての小流域のためのコンポーネントエディタが含まれている(図7)
気象モデル内のすべての小流域のためのコンポーネントエディタがデータソースの選択を含む。 放射線グリッドセットは、すべてのサブベーシンで選択する必要があります。 現在のグリッドセットは選択リストに表示されます。 もし、多くのグリッドセットが利用可能であれば、選択リストの隣にあるグリッドボタンでアクセスできるセレクタからグリッドセットを選択することができます。 セレクタには各グリッドセットの説明が表示され、正しいものを選択しやすくなっています。
図7. Gridded Shortwave Methodの短波放射データソースの指定
Hargreaves
Hargreaves shortwave methodはHargreaves and Samani (1982) によって述べられた短波放射アルゴリズムを実装したものである。 この方法は、シミュレーションの各時間区間について、小流域の座標、1年のユリウス日、計算区間の真ん中の時刻を用いて、太陽偏角と太陽角が計算される。 太陽値は各小流域の地球外放射を計算するために使用される. 日最高気温から日最低気温を引いた日較差は、雲量の代用として機能する。 地表に到達する短波放射は、地球外放射と日温度範囲の関数として計算される。
Hargreaves短波法は、流域モデルのすべての小流域に対してパラメータ化されている。 Watershed Explorer（図8）でHargreaves shortwaveノードを選択し、Hargreaves shortwave Component Editor（図9）にアクセスします。 各小流域の大気変数で気温ゲージを選択する必要があります。 気温計は、毎日の最低気温と最高気温を分析できるように、1日以下の測定値を持つことが望ましい。 サブベーシンの大気変数コンポーネントエディタはWatershed Explorerのサブベーシンのノードをクリックすることでアクセスすることができる。 Hargreaves短波放射法を用いた気象モデルで、流域のコンポーネントエディタがある。
Hargreaves短波コンポーネントエディタは、図9に示すとおりである。 ユーザーはタイムゾーンの中心子午線とHargreaves shortwave係数を入力する必要がある。 流域モデルが複数の時間帯にまたがる場合は、流域モデルの排水域の大部分を含む時間帯の中心子午線を入力する。 中心子午線は、ローカルタイムゾーンの中心の経度である。 経度0より西の子午線はマイナス、経度0より東の子午線はプラスで指定する。 子午線は、プログラムの設定により、10進法で指定することも、度・分・秒の単位で指定することもできます。 Hargreaves短波係数のデフォルトは摂氏の平方根あたり0.17であり、これは華氏の平方根あたり0.1267と同等である。 デフォルトのHargreaves短波係数は、Hargreaves and Samani（1985）の潜在的蒸発散の定式化において、摂氏の平方根当たり0.17と暗黙の了解になっている。 Hargreaves短波係数はユーザが調整できる。
図9. ローカルタイムゾーン(ここでは米国太平洋側)の中心子午線の経度とHargreaves短波放射係数を入力する.
特定日射計
日射計とは、入ってくる太陽短波放射を測定できる機器である.日射計は、太陽短波放射を測定することができる。 基本的な気象観測局には含まれませんが、一次観測局には含まれることがあります。 このメソッドは、日射計の観測値をインポートするために使用されるか、または外部モデルによって生成された推定値をインポートするために使用されます。 これは、短波と長波の両方の放射を含む有効放射を使用する Priestley Taylor 蒸発散法での使用をお勧めします。
特定の pyranograph 法には、気象モデル内のすべての小流域に対するパラメータ データを含む Component Editor が含まれています。 Watershed Explorerでは、日射の画像を使用して短波コンポーネントエディタにアクセスできます（図10）。
気象モデルのすべての小流域のコンポーネントエディタには、各小流域の短波放射の時系列ゲージを含んでいます（図11）。 日射量ゲージを小流域で選択する必要があります。 選択リストには現在のゲージが表示される。
図10. 指定されたピラノグラフ短波法を用いた気象モデルで、全小流域のコンポーネントエディタがある。
図11.気象モデル(A) 各小流域の短波放射時系列ゲージの指定.
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