风是一种矢量，它通常用风向和风速两个要素来表示。

7.1.2.1　风向

风向是指风吹来的方向，如果风是从东面吹来，则称为东风。观测陆地上的风向一般采用16个方位（海上的风向通常采用32个方位），即以正北为零，顺时针每转过22.5°为一个方位，如图7.1所示。

图7.1　风向的方位

在一定的时间范围内，某风向出现的次数占各风向出现的总次数的百分比，称作风向频率，即

7.1.2.2　风速

风速是表示风的移动的速度，即风在单位时间内流过的距离称为风速v，单位是m/s。

1.瞬时风速与平均风速

风速是很不稳定的，即使在很短的时间内，它的变化也很大。在某一瞬间（几秒内）测得的风速称为瞬时风速；在某一段时间内，瞬时风速的算术平均值称为平均风速。

假如把一昼夜中每24h所测得的风速相加，再除以24，就得到了一天的平均风速。同理，可求得月平均风速和年平均风速。

2.风速频率与风速变幅

在一定的时间内，相同风速出现的时数占测量总时数的百分比称作风速频率，即

在求得平均风速的限定时间内，最大风速与最小风速之差称为风速变幅。对风能利用来说，既希望平均风速较高，又希望风速变幅越小越好，以保证风力机平稳运行和便于控制。

3.启动风速、切除风速、有效风速(www.daowen.com)

可使风力机启动运行的风速称为启动风速，风力机超速运行的上限风速称为切除风速，大于这个风速时风力机必须停转，否则将有因超速旋转而损坏的危险。国内多数风力机常取3m/s为启动风速，20m/s为切除风速，所以把3～20m/s的风速称为有效风速。据此计算出来的风速频率和风能分别称为有效风频和有效风能。

4.风速级别

世界气象组织将风力分为13个等级，见表7.1，在没有风速计时可以根据它来粗略估计风速。

5.影响风速的主要因素

（1）垂直高度。从空气运动的角度，通常将1km以下的大气层分为三个区域：离地面2m以内的区域称为底层；2～100m的区域称为下部摩擦层，两者总称为地面境界层；从100～1000m区域称为上部摩擦层，以上三区域总称为摩擦层（大气境界层）。摩擦层之上是自由大气。

表7.1　风速级别及其特征表

地面境界层内，空气的运动因受紊流黏性和地面摩擦的影响，风向大体一致，而风速则随着垂直高度的增加而增大。关于风速随高度变化的经验公式很多，在离地面100m的高度范围内，风速在垂直高度上的变化通常可按下面的指数公式求得：

式中 v——高度H处风速；

v 0——高度H 0处的风速（气象站风速仪的安装高度一般为10m，所以H 0一般为10m）。

（2）地形地貌。

（3）地理位置。由于陆地表面和海面对风的摩擦阻力不同，造成了海面上的风比岸上风大，沿海的风比内陆风大得多。

（4）障碍物。风流经障碍物时，会在其后面产生不规则的涡流，致使流速降低，这种涡流随着远离障碍物而逐渐消失。当距离大于障碍物高度10倍以上时，涡流可完全消失。所以在障碍物下设置风力机时，应远离其高度10倍以上。