Geração de gráficos windrose utilizando a programação em Python
Paulo Jorge 23 de Março, 2025
3.1 Objetivo para a lição
O objetivo para esta lição é desenvolver um processo para obter gráficos do tipo windrose com dados de vento do modelo ERA5 utilizando a linguagem de programação python.
3.2 Biblioteca WindRose para Python
Para criar os gráficos do tipo windrose utilizando a linguagem de Python vai ser utilizada a biblioteca windrose. Os gráficos do tipo windrose são gráficos polares que representam histogramas com as frequências de dados meteorológicos. Uma utilização típica é a apresentação das frequências de ocorrência de classes de intensidade e direções de vento. A instalação da biblioteca e das suas dependências está explicada na documentação da biblioteca.
A aplicação da biblioteca é muito simples, o gráfico é feito com base num vetor de intensidades e um vetor de direções do vento. O cálculo de direções e intensidades foi explicado na lição Acesso aos dados do modelo ERA5.
De seguida são apresentados exemplos dos gráficos resultantes (fonte: Windrose documentation)
3.3 Geração de uma WindRose para os dados de vento a 10 metros do modelo ERA5
Os gráficos windrose são muito utilizados para apresentar variáveis vetoriais como o vento registados ao longo do tempo numa estação ou em uma localização. A título de exemplo será criado um gráfico com os valores horários de direção e intensidade do vento a 10 metros, do modelo ERA5, na posição latitude: 38.75 e longitude: -9.50, para todo o ano 1960. Vamos reutilizar código apresentado na lição Acesso aos dados do modelo ERA5.
De seguida é apresentado o código python para calcular os vetores com a direção e intensidade do vento.
Os vetores são representados por uma direção e intensidade, como no mapa SIG apresentado na lição Acesso aos dados do modelo ERA 5. Porém, é comum apresentar os dados de vento seguindo uma representação gráfica que indica o ponto cardeal de onde sobra o vento. É esse o motivo porque foi introduzido o bloco if no código anterior.
Após realizar o processo obtemos como resultado o gráfico windrose apresentado de seguida. O código fonte usada para obter os resultados apresentados nesta lição está disponível no GitHub –> Windrose.py.
Os gráficos resultantes podem ser adicionados em aplicações de sistemas de informação geográfica para visualizar a direção predominante de onde sopra o vento. No caso apresentado abaixo é possível observar que nos dados ERA5 correspondentes ao ano 1960 a direção predominante de onde sopra o vento no ponto com latitude 38.75N e longitude 9.50W é norte com uma percentagem de 23.6%. As diversas circunferências do gráfico apresentam os intervalos de percentagens e a cor indica a intensidade do vento.
