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Pythonで風寒指数（Wind Chill Index／WCI）を計算する方法

風寒指数（Wind Chill Index）とは？

風寒指数（Wind Chill Factor／Wind Chill Index）とは、気温だけでなく風速も考慮したうえで、「人間が実際にどれだけ寒く感じるか」を示す指標です。この2つの要素を1つの式に組み合わせることで、気温が変わらなくても風が強く吹けば体感的にはより寒く感じられる、という現象を数値として表すことができます。

風寒指数の計算式

風寒指数は、次の式で求められます。

Twc = 13.12 + 0.6215Ta − 11.37v+0.16 + 0.3965Tav+0.16

  • Twc：風寒指数（摂氏温度スケールに基づく値）
  • Ta：気温（摂氏・℃）
  • v：標準的な風速計の高さである地上10m（約33フィート）における風速（km/h）

なお、この式はカナダ環境省などで採用されている公式の計算式で、一般的には気温10℃以下・風速4.8km/h以上の条件下で適用されるものです。

Pythonでの実装例

この式をPythonで計算するには、べき乗計算が可能な math ライブラリを使用します。math.pow() 関数を使えば、風速の0.16乗も簡単に求められます。以下のプログラムでは、ユーザーから風速と気温を入力してもらい、風寒指数を計算して表示します。

import math

wind = float(input('風速をkm/hで入力してください: '))
temperature = float(input('気温を摂氏（℃）で入力してください: '))

wind_chill_factor_index = 13.12 + 0.6215 * temperature \
    - 11.37 * math.pow(wind, 0.16) \
    + 0.3965 * temperature * math.pow(wind, 0.16)

print('風寒指数は', int(round(wind_chill_factor_index, 0)))

実行結果

上記のコードを実行すると、次のような結果が得られます。

風速をkm/hで入力してください: 16
気温を摂氏（℃）で入力してください: 27
風寒指数は 29

この例では、風速16km/h・気温27℃という条件を入力すると、風寒指数として「29」が出力されました。このように、Pythonの math ライブラリを活用すれば、風寒指数をわずか数行のコードで簡単に計算することができます。

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