風向の平均値の計算について

風向は角度ですので、360度を超えると0に戻ってしまい、単純に算術平均することができません。

例えば)
 315度(北西)の風向と、45度(北東)の風向を単純平均すると、180度になってしまいます。


キャンベル社のデータロガーでは、2つの方法で風向の平均を計算することができます。
次の2種類です。

 ・単位ベクトル平均
 ・ベクトル平均


以下に、2つの計算方法の違いを説明します。
ちなみに、気象庁では単位ベクトル平均を用いています。

1)平均風速、平均風向の計算方法

計算方法 計算方法
単位ベクトル平均 風速:各風ベクトルの大きさの算術平均(スカラー平均)
風向:水平方向の風ベクトルを単位ベクトルに変換したもの合成角度
ベクトル平均 風速:ベクトル合成した平均風速
風向:ベクトル合成した平均風向

2)各計算方法の特長

計算方法 特長
単位ベクトル平均 サンプル値の風速の大きさに依存しないで頻度を計算するので、
最も出現回数多い風向になる
つまり、最多風向に近い値になる。
従来の観測、統計方法に近い値となる。
ベクトル平均 風の平均エネルギーを計算する場合などに使用できる。
例えば、北風10m/sと南風5m/sの平均は北風5m/sとなる

3)上記計算のできるロガー
C-CR800シリーズC-CR1000シリーズC-CR3000シリーズ




1)風速が同じ2つの風ベクトルのベクトル平均と単位ベクトル平均の例



2)風速が異なる風ベクトルのベクトル平均と単位ベクトル平均の例



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