關鍵字：氣象資料處理、風速、風向、GrADS

目的：使用GrADS從再分析資料的U（緯向風，m/s）、V（經向風，m/s）風計算出WD（風向，deg）。

(资料图片仅供参考)

說明：

風速與風向是氣象風分析中常使用到的環境場變數，但在再分析資料或是模式資料中，一般能直接獲得的風場變數是U風與V風。雖然我們能使用兩者的比例與atan函數求得風場向量與x軸的交角角度。但用atan函數所得到的是一般座標系的角度，而一般座標系的角度與氣象所使用的風向角度與是不一樣的。

一般座標系的角度：西風（velocity=<1,0>）視為0度，照逆時針旋方向角度逐漸增加。

氣象所使用的風向：北風（velocity=<0,-1>）視為0度，照順時針旋方向角度逐漸增加。

所以，還需要一些加工轉換才能從U、V風得到風向。

圖說明兩種風向的差異

無法直接將U、V風套用進atan函數求出風向

scripts:

;*wind direction

'define WD=(atan2(v,u)*57.29578)*-1 + 270'  ;*風向量角轉風向

'define WD=if(WD>=360 , WD-360 , WD)'        ;*將回傳值限定在0<=WD<360

input: U、V的單位沒有固定的要求，相同即可。

output: WD為風向（單位：deg）。

*注：atan2的第一個參數為v，第二個參數為u，因為此處要的回傳結果是股/勾 。官方說明：GrADS function: atan2 (gmu.edu)

使用例：

檢視此方法下，V風與U風之間的比值與WD之間的關係。可見，風速比值為正時，WD介於0~90與180~270之間，也就是東北風與西南風；而風速比值為負時，WD介於90~180與270~360之間，也就是東南風與西北風。可見，風速比值為正時，WD介於0~90與180~270之間，也就是東北風與西南風；而風速比值為負時，WD介於90~180與270~360之間，也就是東南風與西北風。

'reinit'

'sdfopen http://apdrc.soest.hawaii.edu:80/dods/public_data/Reanalysis_Data/NCEP/NCEP2/daily/pressure/uwnd'

'sdfopen http://apdrc.soest.hawaii.edu:80/dods/public_data/Reanalysis_Data/NCEP/NCEP2/daily/pressure/vwnd'

'set time 00Z01Jan2023'

'set lev 850'

'set lon 0 357.5'

'set lat -90 90'

;*wind speed

'define WS=mag(uwnd.1,vwnd.2)'

;*wind direction

'define WD=(atan2(vwnd.2,uwnd.1)*57.29578)*-1 + 270'

'define WD=if(WD>=360 , WD-360 ,WD)'

'set gxout scatter'

'set ylint 45'

'set vrange -20 20 '

'd (vwnd.2/uwnd.1);wd'

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