21风的形成剖析

新能源技术工程系张媛媛2.1风的测量大气环流1季风环流2局地环流3三种形式风的形成赤道与南北纬30度之间的大气环流系统北纬30度至60度之间的大气环流系统北纬60度至北极之间的大气环流系统大气环流

在赤道和低纬度地区，太阳高度角（地球上某处接受的太阳辐射能与该地点太阳照射角的正弦成正比）大，日照时间长，太阳辐射强度强，地面和大气接受的热量多、温度较高；在高纬度地区太阳高度角小，日照时间短，地面和大气接受的热量小，温度低。这种高纬度与低纬度之间的温度差异，形成了南北之间的气压梯度，使空气作水平运动，风沿水平气压梯度方向吹，即垂直与等压线从高压向低压吹。季风环流海陆差异对气流运动的影响，形成的热力差异。在冬季，大陆比海洋冷，大陆气压比海洋高风从大陆吹向海洋。夏季相反，大陆比海洋热，风从海洋吹向内陆。这种随季节转换的风，我们称为季风。

海陆风所谓的海陆风是海面和陆地上的温度差引起海岸上的气压差。是白昼时，大陆上的气流受热膨胀上升至高空流向海洋，到海洋上空冷却下沉，在近地层海洋上的气流吹向大陆，补偿大陆的上升气流，低层风从海洋吹向大陆称为海风，夜间（冬季）时，情况相反，低层风从大陆吹向海洋，称为陆风。白天风从海洋吹向大陆称海风，夜间风从陆地吹向海洋称陆风。

山谷风在山区由于白天山坡受热快，温度高于山谷上方同高度的空气温度，坡地上的暖空气从山坡流向谷地上方，谷地的空气则沿着山坡向上补充流失的空气，这时由山谷吹向山坡的风，称为谷风。夜间，山坡因辐射冷却，其降温速度比同高度的空气交快，冷空气沿坡地向下流入山谷，称为山风。增温快

（热源）增温快

（热源）增温慢

（冷源）谷风山谷风谷风的形成山谷风降温快（冷源）降温快（冷源）降温慢（热源）山风山风的形成风的测量风向和风速是两个描述风的重要参数。1.定义风速是单位时间内空气在水平方向上所移动的距离，单位为:米/秒(m/s)。

风速越大，风力等级越高，风的破坏性越大。2.测量计

风速测量计是测量空气流速的仪器。

风的测量风向和风速是两个描述风的重要参数。风速：1.定义风速是单位时间内空气在水平方向上所移动的距离，单位为:米/秒(m/s)。风速越大，风力等级越高，风的破坏性越大。

风力等级一般根据风吹到地面或水面的物体上所产生的各种现象，把风力的大小分为13个等级，最小是0级，最大为12级，如表1所示。风级名称风速(m/s)风速(km/h)陆地地面物象海面波浪浪高(m)最高(m)0无风0.0-0.2<1静，烟直上平静0.00.01软风0.3-1.51-5烟示风向微波峰无飞沫0.10.12轻风1.6-3.36-11感觉有风小波峰未破碎0.20.33微风3.4-5.412-19旌旗展开小波峰顶破裂0.61.04和风5.5-7.920-28吹起尘土小浪白沫波峰1.01.5风的测量5清风8.0-10.729-38小树摇摆中浪折沫峰群2.02.56强风10.8-13.839-49电线有声大浪白沫离峰3.04.07劲风（疾风）13.9-17.150-61步行困难破峰白沫成条4.05.58大风17.2-20.762-74折毁树枝浪长高有浪花5.57.59烈风20.8-24.475-88小损房屋浪峰倒卷7.010.010狂风24.5-28.489-102拔起树木海浪翻滚咆哮9.012.511暴风28.5-32.6103-117损毁重大波峰全呈飞沫11.516.012台风（飓风）>32.6>117摧毁极大海浪滔天14.0-风能密度风是空气的水平运动。我们把空气运动产生的动能称为“风能”。空气在一秒钟时间里以V速度流过单位面积产生的动能称为“风能密度”。

风能的计算风能密度的计算公式：风能ω=0.5ρν3A风能密度W=（ρ∑Niνi3）/（2N）式中W——平均风能密度，W/m2

νi——等级风速，m/sNi——等级风速νi出现的次数

N——各等级风速出现的总次数

ρ——空气密度，kg/m3

风的测量

风速测量计

风速测量计是测量空气流速的仪器。风速测量计的种类较多，气象台站最常用的为风杯风速计，它由3个互成120°固定在支架上的抛物锥空杯组成感应部分，空杯的凹面都顺向一个方向。整个感应部分安装在一根垂直旋转轴上，在风力的作用下，风杯绕轴以正比于风速的转速旋转。

测风器上还有一块长方形的风压板(重型的重800g，轻型的重200g)，风压板旁边装一个弧形框子，框上有长短齿。风压板扬起所过长短齿的数目，表示风力大小。

风速仪测量位置

所选测量位置的风况应基本代表该风场的风况；

测量位置附近应无高大建筑物、树木等：

与单个障碍物距离应大于障碍物高度的3倍；

与成排障碍物距离应大于障碍物高度的10倍以上；

测量位置应在风场主风向的上风向；

测量位置数量，依地形复杂程度而定。风的测量风向1、单位风向的测量单位，我们用方位来表示。如陆地上，一般用16个方位表示，海上多用36个方位表示；在高空则用角度表示。用角度表示风向，是把圆周分成360度，北风(N)是0度(即360度)，东风(E)是90度，南风(S)是180度，西风(W)是270度，其余的风向都可以由此计算出来。如图所示。风的测量2、计算为了表示某个方向的风出现的频率，通常用风向频率这个量，它是指一年(月)内某方向风出现的次数和各方向风出现的总次数的百分比，即：风向变化=某风向出现次数/风向的总观测次数×100%

由计算出来的风向频率，可以知道某一地区哪种风向比较多，哪种风向最少。根据观测发现，我国华北、长江流域、华南及沿海地区的冬季多刮偏北风(北风、东北风、西北风)，夏季多刮偏南风(南风、东南风、西南风)。风的测量风玫瑰图表示各种风向出现的频率风的测量风玫瑰图上所表示风的吹向（即风的来向），是指从外面吹向地区中心的方向。图中甲，1＞2，1为主导风向——西北方向，盛行西北风。图乙，3＞4,3为主导风向——东北方向，盛行东北风。风的测量南宁（东风）夏季盛行东南风其次是东北风冬季盛行东北风其次是东南风桂林（东北风）夏季盛行南风和东北风冬季盛行东北风昆明（西南风）夏季盛行西南风冬季盛行西南风贵阳夏季盛行南风冬季盛行东北风广州夏季盛行东风和东南风冬季盛行北风和东南风长沙夏季盛行南风其次是西北风冬季盛行西北风风的测量3、测量测定风向的仪器之