u\v风转风速风向 python

在Python中，你可以使用三角函数来实现从u-v风分量（速度方向）到风速风向（WSPD-WDIR）的转换，反之亦然。这涉及到计算正切（tan）和反正切（arctan）。下面是如何执行这些转换的示例：

**从u-v风分量到风速风向（WSPD-WDIR）**[^2]:

import numpy as np

# 给定速度和方向
wspd = 20
wdir = 260.0  # 注意风向是从0开始计数，所以这里实际上代表东南风（180°+180°=360°）

# 计算u, v分量
u = -wspd * np.sin(wdir * np.pi / 180.0)
v = -wspd * np.cos(wdir * np.pi / 180.0)

print(f'wspd = {wspd}, wdir = {wdir} (degrees), u = {u:.2f}, v = {v:.2f}')

# 转换回风向（注意添加适当的偏移）
wdir1 = 180 + np.arctan2(u, v) * 180 / np.pi  # 加上180是因为角度范围是0-360°而非-180°到180°
wdir2 = 270 - np.arctan2(v, u) * 180 / np.pi

print(f'u = {u:.2f}, v = {v:.2f}, wspd = {wspd}, wdir1 = {wdir1:.0f}°, wdir2 = {wdir2:.0f}°')

**从风速风向（WSPD-WDIR）到u-v风分量**:

# 给定u, v和风向
u = 5
v = -10
wdir1 = 180  # 这里假设风向是180°，实际应用中可能需要根据具体情况进行调整

# 转换回速度和方向
wdir2 = 270 - np.arctan2(v, u) * 180 / np.pi
wspd = np.hypot(u, v)

print(f'u = {u:.2f}, v = {v:.2f}')
wdir2_degrees = wdir2 % 360  # 使用取模操作保证风向在0-360°范围内
print(f'wspd = {wspd:.2f}, wdir2 = {wdir2_degrees:.0f}°')