1 引言
2 一些日期
3 备注
4 函数 1
5 函数 2
6 函数 3
7 函数 4
8 应用函数
9 检查是否一致
10 现成包里的函数
1 引言
在最近 Nature 的一篇观点文章中，作者指出，学术交流中频繁使用的“季节”（Season）这个（单）词，可能带有潜在的欧美中心倾向。
它带来的问题在全球性研究中更为明显：部分研人员甚至把 6、7、8 月直接视为全球的“夏季”，忽视了南北半球的季节差异。这种“疏忽”直接影响了分析的准确性。因此，在提到“季节”时，明确“半球”尤为重要。
为了正确地处理不同半球的季节转换，我们可以尝试编写自定义函数（见后文编写的 4 个函数），将日期根据所在半球转换为对应的季节。尽管已有部分 R 包提供了季节转换功能，但普遍缺乏对南北半球的考量。
2 一些日期
# 一些日期 ----
# __________
some_dates <- as.Date(
c(
"2020-08-13", "2020-01-11", "2020-04-03",
"2020-06-30", "2020-11-25", "2020-02-07"
)
)
class(some_dates)[1] "Date"3 备注
北半球：3-5 月为春季，6-8 月为夏季，9-11 月为秋季，12-2 月为冬季。
南半球：3-5 月为秋季，6-8 月为冬季，9-11 月为春季，12-2 月为夏季。
4 函数 1
根据月份数字，判断季节。
# 函数 1 ----
# __________
date2season1 <- function(dates, hemisphere = "north") {
months <- as.integer(format(dates, "%m"))
seasons <- sapply(months, function(month) {
# 计算南半球的月份：由于南半球的季节与北半球相反，
# 我们通过将月份加上 6 再对 12 取余数（保证结果在 1 到 12 之间）来调整月份，
# 这样可以将北半球的春季（3 月到 5 月）映射到南半球的秋季（9 月到 11 月），
# 夏季（6 月到 8 月）映射到冬季（12 月到 2 月），以此类推。
if (hemisphere == "south") {
month <- (month + 6 - 1) %% 12 + 1
}
# 根据月份判断季节：使用调整后的月份来确定季节，
# 3 月到 5 月为春季，6 月到 8 月为夏季，9 月到 11 月为秋季，其余月份为冬季。
# if (month >= 3 && month <= 5) {
# "Spring"
# } else if (month >= 6 && month <= 8) {
# "Summer"
# } else if (month >= 9 && month <= 11) {
# "Autumn"
# } else {
# "Winter"
# }
# 或者使用 %in% 匹配符号。
if (month %in% 3:5) {
return("Spring")
} else if (month %in% 6:8) {
return("Summer")
} else if (month %in% 9:11) {
return("Autumn")
} else {
return("Winter")
}
})
return(seasons)
}5 函数 2
使用一个预定义的季节映射表，减少条件判断。
# 函数 2 ----
# __________
# 使用一个预定义的季节映射表，
# 减少条件判断。
date2season2 <- function(dates, hemisphere = "north") {
# 定义季节的映射表
seasons_north <- c(
rep("Winter", 2),
rep("Spring", 3),
rep("Summer", 3),
rep("Autumn", 3),
"Winter"
)
seasons_south <- c(
rep("Summer", 2),
rep("Autumn", 3),
rep("Winter", 3),
rep("Spring", 3),
"Summer"
)
# 根据月份查找对应季节
months <- as.integer(format(dates, "%m"))
if (hemisphere == "north") {
seasons <- seasons_north[months]
} else {
seasons <- seasons_south[months]
}
return(seasons)
}6 函数 3
保留月份平移的方式，直接计算转换后的季节，而不需要单独的判断逻辑。
# 函数 3 ----
# __________
# 如果坚持保留月份平移的方式，
# 可以直接计算转换后的季节，
# 而不需要单独的判断逻辑。
date2season3 <- function(dates, hemisphere = "north") {
months <- as.integer(format(dates, "%m"))
# 如果是南半球，将月份偏移 6
if (hemisphere == "south") {
months <- (months + 6 - 1) %% 12 + 1
}
# 使用简单的索引来直接返回季节
seasons <- c(
rep("Winter", 2),
rep("Spring", 3),
rep("Summer", 3),
rep("Autumn", 3),
"Winter"
)[months]
return(seasons)
}7 函数 4
加入 hemisphere 参数的输入检查。
# 函数 4 ----
# __________
# 加入一些输入检查，
# 以确保 hemisphere 参数只有 north 或 south，
# 并给出默认错误提示或自动校正为 north。
date2season4 <- function(dates, hemisphere = "north") {
# 验证 hemisphere 参数，避免错误输入。
if (!hemisphere %in% c("north", "south")) {
stop("Invalid hemisphere. Please use 'north' or 'south'.")
}
months <- as.integer(format(dates, "%m"))
if (hemisphere == "south") {
months <- (months + 6 - 1) %% 12 + 1
}
seasons <- c(
rep("Winter", 2),
rep("Spring", 3),
rep("Summer", 3),
rep("Autumn", 3),
"Winter"
)[months]
return(seasons)
}8 应用函数
# 应用函数 ----
# __________
matched_seasons1 <- date2season1(some_dates)
matched_seasons2 <- date2season2(some_dates)
matched_seasons3 <- date2season3(some_dates)
matched_seasons4 <- date2season4(some_dates)9 检查是否一致
# 检查是否一致 ----
# __________
matched_seasons1 == matched_seasons2[1] TRUE TRUE TRUE TRUE TRUE TRUEmatched_seasons1 == matched_seasons3[1] TRUE TRUE TRUE TRUE TRUE TRUEmatched_seasons1 == matched_seasons4[1] TRUE TRUE TRUE TRUE TRUE TRUEmatched_seasons2 == matched_seasons3[1] TRUE TRUE TRUE TRUE TRUE TRUEmatched_seasons2 == matched_seasons4[1] TRUE TRUE TRUE TRUE TRUE TRUEmatched_seasons3 == matched_seasons4[1] TRUE TRUE TRUE TRUE TRUE TRUE10 现成包里的函数
使用 hydroTSM 包。
# 安装新的包 ----
# __________
library(hydroTSM)Warning: package 'hydroTSM' was built under R version 4.4.2Loading required package: zooWarning: package 'zoo' was built under R version 4.4.2
Attaching package: 'zoo'The following objects are masked from 'package:base':
as.Date, as.Date.numericlibrary(stringr)
matched_seasons5 <- time2season(some_dates, out.fmt = "seasons")
matched_seasons5 # 得到的季节是小写。[1] "summer" "winter" "spring" "summer" "autumn" "winter"matched_seasons5 <- stringr::str_to_sentence(matched_seasons5) # 变为句首大写。
matched_seasons5 == matched_seasons1[1] TRUE TRUE TRUE TRUE TRUE TRUE