Mittelwert Windrichtung

Holli · Beitrag von **Holli** » 11 Nov 2007 14:39

Da bei mir der Wind durch umstehende Gebäude und hohe Bäume aus fast allen Richtungen verwirbelt wird, hatte ich bei den Punkten für die Windrichtung in der großen Grafik ständig eine breite "Wolke", aus der man kaum die tatsächlich vorherrschende Richtung ablesen konnte.

Deshalb bin ich auf die geniale Idee gekommen, für diese eine Größe die Mittelwertbildung einzuschalten, obwohl ich ansonsten kein Freund von Mittelwerten in der Grafik bin, weil sie dann andere aktuelle Werte zeigt als der Zahlenwert in der Displayleiste unten.

Der Erfolg war überraschend: Aus der Wolke wurde ein Wölkchen, aus dem man wunderbar die Richtungswechsel im Laufe des Tages erkennen kann.

Doch jetzt hat der Wind auf nördliche Richtungen gedreht. Natürlich nicht genau auf Nord, sondern er pendelt zwischen NNW und NNO. Und der Mittelwert aus NNW und NNO (355° und 5°) ist? Nein, nicht 360° = N, wie man annehmen sollte, sondern 360/2 = 180° = S. Autsch.

Jemand eine Idee, wie man das Problem lösen kann? Die Anzeige der übrigen Richtungen ist um so viel besser geworden, daß ich ungern auf den Mittelwert verzichten möchte. Aber eine genau entgegengesetzte Anzeige bei einem Richtungswechsel über Nord ist natürlich kein akzeptabler Nebeneffekt.

Beitrag von **Werner** » 11 Nov 2007 15:33

@Dietmar,

da ein Kreis (0..360 Grad) keinen definierten Anfang hat, kann man
da auch nicht wirklich sinnvoll einen Mittelwert bilden.

Deshalb gibt es für die Windrichtung die dominierende Windrichtung.

Werner

Holli · Beitrag von **Holli** » 11 Nov 2007 15:59

Werner hat geschrieben: da ein Kreis (0..360 Grad) keinen definierten Anfang hat, kann man
da auch nicht wirklich sinnvoll einen Mittelwert bilden.

Nicht einfach, indem man zwei Werte addiert und durch 2 teilt, richtig. So weit bin ich auch. Trotzdem ergibt die Logik ja einen korrekten Mittelwert aus zwei beliebigen Winkeln.

Es müßte berücksichtigt werden, in welchen Viertelkreisen die beiden Werte liegen und dementsprechend ein Wert korrigiert werden: Wenn 1. Viertel (0-90°) und 4. Viertel (270-360°) dann vom Wert des 4. Viertels 360 abziehen. Ist das Ergebnis des Mittelwerts kleiner 0, 360 hinzuaddieren. Oder umgekehrt: Auf den Wert des 1. Viertels 360 addieren, wenn Mittelwert größer als 360, dann 360 abziehen. Kommt im Ergebnis auf dasselbe raus.

Die anderen Viertelkreiskombinationen können einfach normal berechnet werden.

Diese Berechnung würde auch das Problem der falschen Verbindungslinien in den Langzeitdiagrammen (Monat, Jahr) bei der Windrichtung lösen. Wenn die dominierende Richtung von NO auf NW wechselt, wechselt sie in aller Regel nicht über Süd, wie es die Linien anzeigen.

Habe ich einen Denkfehler in der Logik?

Deshalb gibt es für die Windrichtung die dominierende Windrichtung.

Die kann ich mir aber nicht im Diagramm anzeigen lassen. Die optische Darstellung des Windrichtungsverlaufs finde ich aussagekräftiger und interessanter als einen gemittelten Einzelwert, gerade bei der aktuellen Wetterlage hier, bei der auf der Grenze zwischen Hoch und Tief die Richtung mehrmals am Tag wechselt.

chris · Beitrag von **chris** » 12 Nov 2007 12:30

Man müsste die Windvektoren addieren, dann erhält man einen resultierenden Wind (in den dann auch die Windgeschwindigkeit mit einfließt)

Grüße
Christian

Düsentrieb · Beitrag von **Düsentrieb** » 12 Nov 2007 22:38

Hallo Dietmar

Die Mittelung der Windrichtung bei WsWin wollte ich auch schon mal verifizieren, da ich bei Windrichtungen welche um Nord herum Pendeln komische Werte erhalte. Danke für die detaillierte Untersuchung und die Bestätigung meiner Vermutung.
Ich vermute ebenfalls, wie schon von Christian gesagt, dass der richtige Lösungsansatz die vektorielle Mittelwertbildung ist.
Ich würde mich jedenfalls freuen, wenn in einem späteren Version von WsWin dies ev. einmal berücksichtigt werden könnte.

Viele Grüsse
Daniel

Beitrag von **Werner** » 13 Nov 2007 00:09

Hallo,

Frage:
was ist der Mittelwert aus
1x Nord und 1x Süd
-> West oder Ost oder ????

Werner

Holli · Beitrag von **Holli** » 13 Nov 2007 01:38

Werner hat geschrieben:Hallo,

Frage:
was ist der Mittelwert aus
1x Nord und 1x Süd
-> West oder Ost oder ????

Werner

Ja, das ist ziemlich egal. Wenn die Windstärke in den Vektor eingeht (wie beim Wind/Windstärke-Diagramm) und die Windstärken unterschiedlich waren, ist er entweder Nord oder Süd. Sind die Vektoren exakt entgegengesetzt, ist der resultierende Vektor 0 = Windstille. Dann ist die Richtung egal.

Aber der Mittelwert aus NO und NW ist auf keinen Fall Süd.

chris · Beitrag von **chris** » 13 Nov 2007 09:30

Düsentrieb hat geschrieben: Ich würde mich jedenfalls freuen, wenn in einem späteren Version von WsWin dies ev. einmal berücksichtigt werden könnte.

Dem kann ich mich nur anschließen

Grüße
Christian

Düsentrieb · Beitrag von **Düsentrieb** » 13 Nov 2007 18:58

Holli hat geschrieben: Ja, das ist ziemlich egal. Wenn die Windstärke in den Vektor eingeht (wie beim Wind/Windstärke-Diagramm) und die Windstärken unterschiedlich waren, ist er entweder Nord oder Süd. Sind die Vektoren exakt entgegengesetzt, ist der resultierende Vektor 0 = Windstille. Dann ist die Richtung egal.
Aber der Mittelwert aus NO und NW ist auf keinen Fall Süd.

Dem kann ich nur beistimmen. Die Mittelung der Windrichtung kann nicht nur anhand der Windrichtung ermittelt werden, sondern es muss auch die Windstärke miteinbezogen werden. Genau dies geschiet bei der vektoriellen Mittelung auch.
Ich denke dass eine Mittelwertbildung der Windrichtung nur im Zusammenhang mit der Mittelung der Windstärke erfolgen kann. Sonst weist man ev. eine unbestimmte Windrichtung zusammen mit einer momentanen Windstärke aus.
Demzufolge würde bei einer Mittelwertbildung der Windrichtung automatisch auch die Windstärke gemittelt werden. Nicht aber umgekehrt.
Offen bleibt auch die Frage der Windböen. Hier darf sicher nicht gemittelt werden.

Viele Grüsse
Daniel

Holli · Beitrag von **Holli** » 14 Nov 2007 13:32

Düsentrieb hat geschrieben: Offen bleibt auch die Frage der Windböen. Hier darf sicher nicht gemittelt werden.

Die Richtung der Böen kann gar nicht in der großen Grafik angezeigt werden. Insofern stellt sich das Problem nicht. Die Windrichtung der Böen ist in der allgemeinen Windrichtung erhalten.

Düsentrieb · Beitrag von **Düsentrieb** » 15 Nov 2007 15:28

Hallo Dietmar

Du hast mit Deiner Aussage natürlich Recht.

Holli hat geschrieben: Die Richtung der Böen kann gar nicht in der großen Grafik angezeigt werden. Insofern stellt sich das Problem nicht.

@Werner
Als einfache Lösung des Problems genügt somit der Lösungsansatz von Christian. Sobald die Windrichtung gemittelt wird, wird diese anhand des vektoriellen Mittelwertes gebildet. Siehe unter http://193.174.144.125/doku/node29.html
Bild

Ist diese unbestimmt, da der Divisor oder der Dividend 0 ist, wird einfach keine Richtung ausgewiesen. Ähnlich wie bei der Funktion wo bei der Windstärke 0 der Graph der Windrichtung unterdrückt werden kann.
Die bisherige Mittelung der Windstärke würde ich so belassen wie sie ist.

Viele Grüsse
Daniel