Pythonで体感温度（風寒指数WCI）を計算する方法をわかりやすく解説

このチュートリアルでは、Pythonを使って風寒指数（Wind Chill Index：WCI）を計算する方法を解説します。WCIは「気温と風速から求められる体感温度」の指標で、冬場の寒さの厳しさを数値化する際によく使われます。計算式はシンプルなので、Pythonの基本的な文法がわかればすぐに実装できます。

風寒指数（WCI）の計算式

今回は以下の公式を使用します。

T_wc(WCI) = 13.12 + 0.6215T_a − 11.37v^+0.16 + 0.3965T_av^+0.16

各変数の意味は次のとおりです。

• T_wc ＝ 風寒指数（摂氏温度スケールに基づく体感温度）
• T_a ＝ 気温（摂氏・℃）
• v ＝ 風速（この公式ではkm/hが標準的な単位です）

mathモジュールを活用するポイント

累乗の計算にはmathモジュールの関数を利用します。mathモジュールはC言語レベルで最適化されているため、自前で演算を実装するよりもプログラムの実行時間を短縮できるのがメリットです。

プログラムの作成手順

以下の手順に沿ってコードを書いていきましょう。

1. mathモジュールをインポートする
2. 気温や風速など必要な値を初期化する
3. 上記の公式に値を代入してWCIを計算する

サンプルコード

書き方がわかりにくい場合は、以下のコードを参考にしてください。関数として定義しておけば、何度でも再利用できて便利です。

# mathモジュールをインポート
import math

# 何度でも呼び出せるよう関数として定義
def wind_chill_index(temperature, wind_speed):
    return 13.12 + 0.6215 * temperature - 11.37 * math.pow(wind_speed, 0.16) + 0.3965 * temperature * math.pow(wind_speed, 0.16)

# WCIを計算して表示
print(wind_chill_index(35, 75))
print(wind_chill_index(40, 125))

実行結果

上記のコードを実行すると、次のような出力が得られます。

39.875733177821786
47.7019177629149

1行目は気温35度・風速75の場合、2行目は気温40度・風速125の場合の計算結果です。風速が強くなるほど、同じ気温でも体感温度が下がる傾向が数値からも読み取れます。

まとめ

計算式は複数のステップに分割して処理することも可能です。たとえば、累乗部分を先に変数へ格納しておくと、コードの可読性がさらに向上します。このチュートリアルについて不明な点がある場合は、ぜひコメント欄でお知らせください。