由于空气的粘性和地面摩擦的影响，风速随高度而变化，可用下面的公式表示：

V=V1(h1/h2)n                   

其中

  V1——高度为 h1 处的风速；

        h1——高度（一般为 10 米）
        V——待测高度 h 处的速度；
        h——待测点离地高度；
        n——指数，由大气稳定度和地表的粗糙程度来决定，其值约为 1/21/8。稳定度居中的
开阔平地取

1/7，粗糙度大的大城市常取 1/3，一般上下风速差较小，n 较小，反之 n 值取

大。

风速随高度变化及其大小情况，因地面的平坦度，地表粗糙度以及风通道上的气温变化不
同而异。特别是受地表粗糙度的影响程度最大。

C、风的随机性变化：

自然风是一种平均风速与激烈变动的瞬间紊乱气流相重合的风。气流紊乱主要与地面的摩擦，
除此之外，当风速与稳定层是垂直分布时会产生重力波，在山风下测也会产生山岳波等。这
种紊乱气流不仅影响风速，也明显影响风向。

利用风力驱动风力机时，因此收集关于风向变化的资料也是很重要的。

如果按时间区分，可将风向的变化区分为：一年或一个月内风向的趋势；短时间内变动
的紊乱气流；介于两者之间的平均风向。对于第一种风向的变化状况，如制成风向玫瑰图
（风向频度），便可清楚地看出风向的大致趋势，如图

7.4。对风速，一般采用年平均风速

时间曲线（表示一地方一年中各种风速小时数）来进行记录。如图

7.5。

图

 风玫瑰图

图

 年平均速度时间曲线

风能资源

空气运动具有动能，如果风力机风轮的断面积为

A，则当一般体积为 AV 的空气在单位时

间内流经风轮时，该空气传递给风轮的风能功率（一般称为风能）为
              (7.2.1-2)
式中

——



空气密度（

Kg/m3）；

    A——风力机叶片旋转一圈所扫过的面积（m2）；
V——风速（m/s）；
P——每秒钟空气流过风力机风轮断面积的风能，即风能功率（W）
如果风力机的风轮直径为

D，则

             (7.2.1-3)
这时

                  (7.2.1-4)

若有效风速时间为

t，则在时间 t 内的风能为