[討論] 請教平均風速風向的計算

[meto000 (陽貨欲見孔子)]

因為小弟不是讀這行的
想請教各位先進一個笨問題
所謂的每小時、每分鐘的平均風速和平均風向是怎麼計算來的呢？

以風速來說
是先每秒鐘計算小飛機的螺旋槳轉了幾圈
然後換算成風速每秒幾公尺
再把60個每秒風速求平均嗎？
還是直接每隔一分鐘取樣一次當時的風速而已？
而每小時平均風速則是每隔一小時取樣一次？
還是用60個每分鐘平均風速去求平均？

另外，平均風向又是怎麼算的呢？
是像前面說的那樣求平均值
還是每隔一分鐘或一小時取樣一次當時的風向呢？

懇請賜教

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                 ┌───────┬───┬─────┬───┬─→ OK沒事了！
報告            Y│             Y│     Y│         Y│     Y│
長官    知道 Y  可以 N  消息 N  可以 N  可以推 N  可以轉 N  可以 N
出狀 → 原因 → 解決 → 走漏 → 掩飾 → 給別人 → 移焦點 → 硬凹 → 你完蛋了！
況了    嗎？    嗎？    了嗎？  嗎？    嗎？      嗎？      嗎？       ↓
         N└──────┘Y└──────┘                      幹！為何是我?

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◆ From: 111.242.140.39
推 tytony      :世界氣象組織規定的風速是10分鐘平均 所以只要知道
→ tytony      :風杯轉一圈是多少距離 看10分鐘轉了多少圈(多少距離)
→ tytony      :在除以600秒 就是平均風速(秒速公尺)
→ tytony      :風向會取觀測時間內風向的眾數(出現頻率最高者)
→ evanzxcv    :60個每(小單位)取平均跟直接用一個(大單位)是等效的
→ evanzxcv    :至於風向,以北為0度、東90、南180、西270,換成數值
→ evanzxcv    :就可以取平均了,北也可以視情況用360度
推 tytony      :風向度數不能直接平均 不然東風(90)和西風(270)平均
→ tytony      :就會變南風(180) 這不合理
→ tytony      :另一種算法是分成東西風(X方向)和南北風(Y方向)分別
→ tytony      :平均後再向量相加
→ evanzxcv    :取眾數應該是風向十六分位才有辦法,以度為單位的話
→ evanzxcv    :應該會經常沒有眾數 XD
→ evanzxcv    :以度為單位應該就要像t大所說用向量平均了
→ evanzxcv    :順便想問另一個問題:風向平均時有以風速加權嗎?
→ evanzxcv    :例如某天可能西風吹到9級吹了一個小時,其他時候都吹
→ evanzxcv    :東風但只有1級,這樣如果平均風向沒加權,會算成東風
→ evanzxcv    :這樣就無法表示盛行的風向了
推 tytony      :記得會 其實只要用向量算法 就會考慮風速進去了
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作者: meto000 (陽貨欲見孔子) 看板: TY_Research
標題: Re: [討論] 請教平均風速風向的計算
時間: Thu Sep  1 16:20:51 2011

: 推 tytony      :世界氣象組織規定的風速是10分鐘平均 所以只要知道    09/01 00:01
: → tytony      :風杯轉一圈是多少距離 看10分鐘轉了多少圈(多少距離)  09/01 00:02
: → tytony      :在除以600秒 就是平均風速(秒速公尺)                 09/01 00:02
: → tytony      :風向會取觀測時間內風向的眾數(出現頻率最高者)       09/01 00:03
: → evanzxcv    :60個每(小單位)取平均跟直接用一個(大單位)是等效的   09/01 00:23
: → evanzxcv    :至於風向,以北為0度、東90、南180、西270,換成數值    09/01 00:24
: → evanzxcv    :就可以取平均了,北也可以視情況用360度               09/01 00:24
: 推 tytony      :風向度數不能直接平均 不然東風(90)和西風(270)平均   09/01 00:30
: → tytony      :就會變南風(180) 這不合理                           09/01 00:30
: → tytony      :另一種算法是分成東西風(X方向)和南北風(Y方向)分別   09/01 00:31
: → tytony      :平均後再向量相加                                   09/01 00:31
: → evanzxcv    :取眾數應該是風向十六分位才有辦法,以度為單位的話    09/01 01:08
: → evanzxcv    :應該會經常沒有眾數 XD                              09/01 01:08
: → evanzxcv    :以度為單位應該就要像t大所說用向量平均了            09/01 01:08
: → evanzxcv    :順便想問另一個問題:風向平均時有以風速加權嗎?       09/01 01:09
: → evanzxcv    :例如某天可能西風吹到9級吹了一個小時,其他時候都吹   09/01 01:10
: → evanzxcv    :東風但只有1級,這樣如果平均風向沒加權,會算成東風    09/01 01:11
: → evanzxcv    :這樣就無法表示盛行的風向了                         09/01 01:11
: 推 tytony      :記得會 其實只要用向量算法 就會考慮風速進去了       09/01 08:31

感謝諸位的回答
因為萬惡的老闆說要了解各種級距的資料
而不是只要10分鐘平均就好
所以才想去了解不同級距的資料是怎麼得來的

綜合上面的說法，想再請教幾個問題：

1.
風速的部份
使用小單位取平均跟直接用一個大單位是等效的
所以這部份應該沒問題
而風向就要用向量平均
而不能直接拿角度值求平均

想請教的是
如果要像股市技術分析圖那樣
同時列出每分鐘和每小時的數據
那每小時的平均值
我應該固定用前一小時的平均值
(也就是60分鐘旁邊的每小時平均值都一樣)
還是重新計算包含這一分鐘以前60個數字的平均值？
(也就是60分鐘旁邊的每小時平均值都不一樣)

2.
因為風向資料是角度，不是八分位或16分位
所以風向平均要用向量平均
還要考慮風速
請問有沒有公式可以參考一下呢？
我自己的想法如下，有錯請糾正
(1)
若不考慮風速
就先把角度作三角函數轉換
例如角度資料為θi
如此x軸方向的平均值為 cos(θi) 的平均值
    y軸方向的平均值為 sin(θi) 的平均值
然後再將x、y兩方向的平均值作反三角函數轉換
就可以得回平均角度了
是這樣嗎？

(2)
若考慮風速
例如角度資料為θi、風速為μi
如此x軸方向的向量為 μi x cos(θi) 總和
    y軸方向的向量為 μi x sin(θi) 總和
如此可以求得斜邊的長度
然後再將斜邊與對邊比例作反三角函數轉換
就可以得回平均角度了
是這樣嗎？
還是有別的算法?

抱歉沒玩過這個
還請各位先進不吝賜教

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唯一看不清真相的，是個外表看似常人，智慧卻低於小孩的～○○○□□



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→ navynco     :好奇的問一下  作可用途 因為這很重要
→ navynco     :                何
→ meto000     :簡單來說，是想了解不同級距觀測值的變異情形