RのUおよびV風成分から風向を計算する方法
UとVの風成分データがあり、Rのこれらの値から風向を計算したいと思います。
最終的に0〜360度の風向データを作成します。0°または360°は北に吹く風を示し、90°は東に吹く風を示し、180°はに吹く風を示します。南と270°は西に吹く風を示しています。
以下はいくつかのサンプルデータです。
> dput(wind)
structure(list(u_ms = c(-3.711, -2.2417, -1.8188, -1.6164, -1.3941,
-1.0682, -0.57611, -1.5698, -1.4976, -1.3537, -1.0901, -0.60403,
-0.70812, -0.49045, -0.39849, 0.17875, 0.48356, 1.5082, 1.4219,
2.5881), v_ms = c(-1.471, -1.6118, -1.6613, -1.7037, -1.7388,
-1.8748, -1.8359, -1.6766, -1.6994, -1.7505, -1.4947, -0.96283,
-1.1194, -0.6849, -0.7847, -0.80349, -0.19352, -0.97815, -1.0835,
-0.81666), u_rad = c(-0.064769155, -0.039125038, -0.031744042,
-0.028211496, -0.02433163, -0.018643603, -0.010055014, -0.027398173,
-0.026138045, -0.023626517, -0.01902583, -0.01054231, -0.012359023,
-0.008559966, -0.006954961, 0.003119775, 0.008439712, 0.02632305,
0.024816831, 0.045170857), v_rad = c(-0.025673788, -0.028131211,
-0.028995149, -0.029735168, -0.030347779, -0.032721426, -0.032042493,
-0.029262184, -0.029660119, -0.030551982, -0.026087431, -0.01680455,
-0.019537212, -0.011953758, -0.013695596, -0.014023543, -0.00337756,
-0.017071935, -0.018910639, -0.014253403)), .Names = c("u_ms",
"v_ms", "u_rad", "v_rad"), class = "data.frame", row.names = c(NA,
-20L))
次のコードを使用して風向を取得しようとしましたが（列td）、返される角度が希望の角度であるとは確信していません（つまり、0°/ 360°は北に吹く風を示します）。 、90°は東に吹く風などを示します…）。
u = wind$u_rad # u component in radians
v = wind$v_rad # v component in radians
d = (180/pi)*(atan2(u,v))
td = as.matrix(d + 180)
df = cbind(wind, d, td)
> df
u_ms v_ms u_rad v_rad d td
1 -3.71100 -1.47100 -0.064769155 -0.02567379 -111.6228 68.37716
2 -2.24170 -1.61180 -0.039125038 -0.02813121 -125.7164 54.28357
3 -1.81880 -1.66130 -0.031744042 -0.02899515 -132.4087 47.59129
4 -1.61640 -1.70370 -0.028211496 -0.02973517 -136.5062 43.49379
5 -1.39410 -1.73880 -0.024331630 -0.03034778 -141.2788 38.72124
6 -1.06820 -1.87480 -0.018643603 -0.03272143 -150.3269 29.67308
7 -0.57611 -1.83590 -0.010055014 -0.03204249 -162.5780 17.42199
8 -1.56980 -1.67660 -0.027398173 -0.02926218 -136.8842 43.11576
9 -1.49760 -1.69940 -0.026138045 -0.02966012 -138.6118 41.38819
10 -1.35370 -1.75050 -0.023626517 -0.03055198 -142.2844 37.71557
11 -1.09010 -1.49470 -0.019025830 -0.02608743 -143.8963 36.10365
12 -0.60403 -0.96283 -0.010542310 -0.01680455 -147.8980 32.10204
13 -0.70812 -1.11940 -0.012359023 -0.01953721 -147.6830 32.31699
14 -0.49045 -0.68490 -0.008559966 -0.01195376 -144.3939 35.60607
15 -0.39849 -0.78470 -0.006954961 -0.01369560 -153.0774 26.92258
16 0.17875 -0.80349 0.003119775 -0.01402354 167.4578 347.45783
17 0.48356 -0.19352 0.008439712 -0.00337756 111.8112 291.81121
18 1.50820 -0.97815 0.026323050 -0.01707193 122.9656 302.96561
19 1.42190 -1.08350 0.024816831 -0.01891064 127.3077 307.30771
20 2.58810 -0.81666 0.045170857 -0.01425340 107.5128 287.51279
私の方法が正しいかどうか、そうでない場合はどのようにして希望の風向値を正しく取得できるかについてアドバイスをいただければ幸いです。 lapplyまたはifelseを使用して風のU成分とV成分から風向を計算する は役に立ちましたが、コードは私のデータで機能し、風向を取得するのが簡単であると確信しています。どうもありがとう！
これには3つの問題があります。
- M/sをラジアンに変換することはできません。風成分を
atan2に入力するには、それらを正規化する必要がありますが、m/sにpi/180（u_radとv_radを取得するために行った）を掛けて正規化する必要はありません。絶対風速（sqrt(u_ms^2 + v_ms^2)）の列を作成し、atan2(u_ms/wind_abs, v_ms/wind_abs)を取る必要があります。 （また、atan2は最初にyコンポーネントを取ることに注意してください-それがあなたが望むものであることを確認してください） atan2は、反時計回りに増加し、x軸にゼロがある単位円座標で回答を提供します。時計回りに増加し、y軸にゼロがある基本座標での回答が必要です。単位円を基本座標に変換するには、90から単位円角度を引く必要があります。- 風の情報が風の方向（基本座標の標準）を参照しているのか、風が吹いている方向（トリガー/ベクトル操作の標準）を参照しているのかを知っておく必要があります。
u_ms = = -3.711とv_ms = -1.471が与えられた場合（単位円上では、それは吹き下ろし、わずかに左にあるため、北東から来ています）、次のようになります。
wind_abs = sqrt(u_ms^2 + v_ms^2)
wind_dir_trig_to = atan2(u_ms/wind_abs, v_ms/wind_abs)
wind_dir_trig_to_degrees = wind_dir_trig_to * 180/pi ## -111.6 degrees
次に、この風ベクトルを、風が来る方向の気象規則に変換する必要があります。
wind_dir_trig_from_degrees = wind_dir_trig_to_degrees + 180 ## 68.38 degrees
次に、その角度を「三角法」座標から基本座標に変換する必要があります。
wind_dir_cardinal = 90 - wind_dir_trig_from_degrees
[1] 21.62284 #From the northeast.
受け入れられた答えには正しい考えがありますが、欠陥があります。 comments で述べたように、それらに_atan2_を使用するために、uおよびvコンポーネントを正規化する必要はありません。この欠陥は、_u == v == 0_および_wind_abs_が0になるときに発生します。C＃では、2つの分割は無限大を返し（IEEE 754に準拠）、 _atan2_ はNaNを返します。コンポーネントを正規化しない場合、atan2(0,0)は喜んで_0_を返します。したがって、正規化は不要であるだけでなく、エラーも発生します。
_atan2_の最も一般的な関数シグネチャはatan2(y, x)であることに注意してください-MicrosoftExcelは例外です。