роза ветров

Задача «роза ветров» обычно касается графического представления распределения ветра по направлениям. Ниже даю подробное объяснение и пример, чтобы понимать принцип и уметь строить розу ветров по данным.

Что такое роза ветров

• Это круговая диаграмма, где секторами изображают направления ветра (например, N, NE, E, SE, S, SW, W, NW или более детальные точки компаса).
• Ширина сектора или его радиус могут быть пропорциональны частоте или доле времени, когда ветер дул из данного направления.
• Часто в розе ветров указывают также углы (аппект) каждому направлению и суммарную частоту по всем направлениям.

Как построить розу ветров по данным

1. Соберите данные

• Укажите, из каких направлений пришёл ветер и сколько раз в наблюдениях он был с каждого направления.
• Пример: восемь направлений N, NE, E, SE, S, SW, W, NW и число случаев для каждого.

2. Подсчёт долей

• Найдите общее число наблюдений T.
• Для каждого направления найдите долю p_i = количество_i / T.
• Доли будут равны между 0 и 1 и суммироваться в сумме 1.

3. Преобразование долей в углы

• Умножьте каждую долю на 360 градусов: угол_i = p_i × 360.
• Это задаёт размер сектора в градусах для каждого направления.

4. Масштаб радиусов (опционально)

• Решите максимальный радиус R для шкалы на рисунке (например, 5 см).
• Радиус сектора для направления i может быть r_i = p_i × R.
• Так роза будет визуально показывать частоты не только в виде углов, но и длины радиусов.

5. Построение

• Нарисуйте круговую диаграмму.
• Разделите круг на сектора с углами, рассчитанными на шаге 3.
• В пределах каждого сектора вытяните лучи от центра на длину r_i (шкала радиусов из шага 4) и соедините концы, чтобы получить сектор.
• Подпишите направления и (по желанию) приведите подписи частот или проценты.

6. Интерпретация

• Смотрите на направления с наибольшей радиальной длиной или на самый широкий сектор — это наиболее частые направления ветра.
• Можно сравнивать сезонные варианты или менять шкалу, если данные позволяют.

Пример (практический разбор) Дано восемь направлений с такими частотами:

• N: 12
• NE: 8
• E: 15
• SE: 5
• S: 20
• SW: 7
• W: 9
• NW: 4

1. Общее число наблюдений T = 12 + 8 + 15 + 5 + 20 + 7 + 9 + 4 = 80
2. Доли и углы

• N: p = 12/80 = 0.15 → угол = 0.15 × 360 = 54°
• NE: p = 8/80 = 0.10 → угол = 36°
• E: p = 15/80 = 0.1875 → угол = 67.5°
• SE: p = 5/80 = 0.0625 → угол = 22.5°
• S: p = 20/80 = 0.25 → угол = 90°
• SW: p = 7/80 = 0.0875 → угол = 31.5°
• W: p = 9/80 = 0.1125 → угол = 40.5°
• NW: p = 4/80 = 0.05 → угол = 18°

3. Радиусы (пример: максимальный радиус R = 5 см)

• N: r = 0.15 × 5 = 0.75 см
• NE: r = 0.10 × 5 = 0.50 см
• E: r = 0.1875 × 5 = 0.9375 см
• SE: r = 0.0625 × 5 = 0.3125 см
• S: r = 0.25 × 5 = 1.25 см
• SW: r = 0.0875 × 5 = 0.4375 см
• W: r = 0.1125 × 5 = 0.5625 см
• NW: r = 0.05 × 5 = 0.25 см

4. Что вы увидите

• Сектор S будет самым длинным по радиусу (1.25 см) и углом 90°, значит ветер чаще всего дует с направления S.
• Другие направления имеют меньшие углы и/или меньшие радиусы.

Разновидности розы ветров

• 8-спектровая (кардинальные и промежуточные: N, NE, E, SE, S, SW, W, NW) — самый простой вариант.
• 16-спектровая (задаёт более точные направления, например N, NNE, NE, ENE, E, ESE и т.д.).
• В некоторых задачах розу делают как полярную диаграмму, где сектор сужается/расширяется по частоте, а не по углу.

Советы по задачам на экзамене

• Всегда сначала посчитайте общее число наблюдений и доли направлений.
• Указывайте в ответе и углы (для сектора) и радиусы (для масштаба), если требуют построение.
• Если в задаче даны сезонные данные, можно строить отдельные розы для каждого сезона или одну агрегированную.

Если у тебя есть конкретные данные или формат задачи (например, тебе нужно построить розу ветров по данным за месяц или по сезонам), пришли данные — сделаем точный расчет и разбор под твою задачу.