如何计算R中U和V风向的风向
我有U和V风分量数据，我想从R中的这些值计算风向。
我想最终得到0-360度的风向数据，0°或360°表示向北吹来的风，90°向东吹来的风，180°向风吹来的风南面和270°表示向西吹来的风。
以下是一些示例数据：
> 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))
我用下面的代码尝试获取风向（列td ），但我不相信返回的角度是我想要的（即0°/ 360°指示向北吹来的风，90°指示吹向东方的风等等）。
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
我会很感激任何关于我的方法是否正确的建议，以及如果我不能正确地获得所需的风向值。 虽然使用lapply或ifelse计算风的U和V分量的风向很有帮助，但代码确实可以处理我的数据，并且我确信获得风向方面更容易。 非常感谢！
这有三个问题：
atan2 ，您必须对它们进行归一化处理，但不要通过将m / s乘以pi/180 （这是为了获得u_rad和v_rad ）来实现的。 你应该制作一列绝对风速（ sqrt(u_ms^2 + v_ms^2) ）并取atan2(u_ms/wind_abs, v_ms/wind_abs) 。 （还要注意，atan2首先获取y分量 - 确保这就是你想要的） atan2将在单位圆坐标中给出答案，逆时针增加，x轴上为零。 你想要一个在顺时针增加的基本坐标中的答案，并且在y轴上有一个零。 要将单位圆转换为基数坐标，必须从90减去单位圆的角度。 如果给出u_ms = = -3.711和v_ms = -1.471 （在单位圆上它向下吹，稍微向左，所以它来自东北），那么：
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
然后，您必须将此风向量转换为风向来自气象学惯例：
wind_dir_trig_from_degrees = wind_dir_trig_to_degrees + 180 ## 68.38 degrees
然后，您必须将该角度从“trig”坐标转换为基本坐标：
wind_dir_cardinal = 90 - wind_dir_trig_from_degrees
[1] 21.62284 #From the northeast.
虽然接受的答案有正确的想法，但它有一个缺陷。 正如在注释中所提到的，为了在它们上使用atan2 ，不需要对u和v组件进行标准化。 当u == v == 0和wind_abs变为0时，缺陷会出现。在C＃中，两个分区将返回无穷大（符合IEEE 754）， atan2将返回NaN。 当不规范化的组件atan2(0,0)愉快地返回0 。 所以不仅正常化不必要，而且会引入错误。
请注意， atan2最常用的函数签名是atan2(y, x) - Microsoft Excel是个例外。
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