Calcular y representar la duración del día con R

Problema

Queremos calcular y representar la duración del día con R en función de unas coordinadas geográficas.

Solución

1. Calculamos la salida y puesta de sol

Primero calculamos la salida y la puesta de sol con la función getSunlightTimes del paquete suncalc. Indicamos el intervalo deseado, las coordinadas (latitud y longitud), y el huso horario (tz, time zone) correspondiente.

library(suncalc) 
library(tidyverse)
library(scales)
df <-
  getSunlightTimes(
    date = seq.Date(as.Date("2017-12-01"), as.Date("2018-12-31"), by = 1),
    keep = c("sunrise", "sunriseEnd", "sunset", "sunsetStart"),
    lat = 39.8628,
    lon = 4.0273,
    tz = "CET"
  )

2. Gráfico de la salida y puesta de sol

Necesitamos manipular los datos originales para calcular la diferencia entre el inicio del día, y la salida y puesta de sol. Después representamos las dos nuevas variables usando geom_ribbon de ggplot2. Luego personalizamos los ejes y el título.

# Amanecer/ocaso
df %>%
  mutate(
    date = as.POSIXct(date) - 12 * 60 * 60 ,
    sunrise = sunrise - date,
    sunset =  sunset - date,
  ) %>%
  ggplot() +
  geom_ribbon(aes(x = date, ymin = sunrise, ymax = sunset),
              fill = "#FDE725FF",
              alpha = .8) + # "#ffeda0"
  scale_x_datetime(
    breaks = seq(as.POSIXct(min(df$date)), as.POSIXct(max(df$date)), "month"),
    expand = c(0, 0),
    labels = date_format("%b %y"),
    minor_breaks = NULL
  ) +
  scale_y_continuous(
    limits = c(0, 24),
    breaks = seq(0, 24, 2),
    expand = c(0, 0),
    minor_breaks = NULL
  ) +
  labs(
    x = "Date",
    y = "Hours",
    title = sprintf(
      "Sunrise and Sunset for %s\n%s ",
      "Toledo (Spain)",
      paste0(as.Date(range(df$date)), sep = " ", collapse = "to ")
    )
  ) +
  theme(
    panel.background = element_rect(fill = "#180F3EFF"),
    panel.grid = element_line(colour = "grey", linetype = "dashed")
  )

3. Duración del día

Muy similar al gráfico anterior. Ahora solamente necesitamos calcular la duración del día day_length y representar los resultados con geom_area and geom_line.

df %>%
  mutate(
    date = as.POSIXct(date),
    day_length = as.numeric(sunset - sunrise)
  ) %>%
  ggplot(aes(x = date, y = day_length)) +
  geom_area(fill = "#FDE725FF", alpha = .4) +
  geom_line(color = "#525252") +
  scale_x_datetime(
    expand = c(0, 0),
    labels = date_format("%b '%y"),
    breaks =  seq(as.POSIXct(min(df$date)), as.POSIXct(max(df$date)), "month"),
    minor_breaks = NULL
  ) +
  scale_y_continuous(
    limits = c(0, 24),
    breaks = seq(0, 24, 2),
    expand = c(0, 0),
    minor_breaks = NULL
  ) +
  labs(x = "Date", y = "Hours", title = "Toledo (Spain) - Daytime duration") +
  theme_bw()

Entradas relacionadas

• Versión en inglés: Calculate and plot sunrise and sunset times with R
• English posts

Referencias

• suncalc
• ggplot2 formats