摘 要:本文在系统分析全球风带背景和亚洲季风背景与我国风气候特征的基础上,重点从冷空气与风能资源、热带气旋与风能资源、海陆风与风能资源、地形与风能资源等方面分析研究了我国风能资源形成机理及其地理分布特征、范围大小、能源量级等,为我国风能持续、有序、合理规划和开发利用提供支持。
关键词:风能资源;形成机理;风气候
0 引言
风是空气流动的结果。风能的利用形式主要是将大气运动时所具有的动能转化为人类可利用的电能、水能等[1]。
我国大气运动的基本特征和地形分布是我国风能资源形成的主要背景条件,是我国风能开发利用的基础。
1 我国的风气候
风几乎完全受太阳能量控制。由于地表受热不均,形成了全球风带。在这个大背景下,受亚洲冬夏季风影响和海陆风作用,形成我国西北、东北、华北和沿海风速大,内陆风速小的主要风特征[2]。局地地形、地貌对背景风速的加速或减小作用,形成我国复杂而多样的风气候。
1.1 全球风带背景
由于地球上各纬度所接受的太阳辐射强度不同,地表受热不均匀,形成不同的风带系统。在北半球近地面,北纬30°附近下沉气流呈东北向流向赤道的风流背景为东北信风带,该信风带风速稳定且不大,约 3~4 级;北纬30°附近下沉并流向极地的气流,呈偏西方向,且风速较大,称为盛行西风带;而从极地高压流出的空气,吹偏东风,形成极地东风带。北半球东北信风带、中纬度西风带和极地东风带是我国风气候的主要背景。
1.2 亚洲季风背景和中国风系
在全球风带背景条件下,受亚洲海陆分布的影响,我国大部地区冬季盛行偏北风,夏季盛行偏南风的季风气候。我国是一个季风气候显著的国家。冬季受蒙古高压控制,从蒙古高原中不断有小股冷空气形成寒潮南下进入我国。寒潮经过之处经常伴有持续的大风降温天气。一般来说,寒潮可以到达我国长江以南大部地区,强寒潮可以影响到中国南海。夏季风爆发一般在每年4 月底从南海开始,随着夏季风暖湿空气的逐步北上,偏南风携带丰富的水分逐步影响我国华南、长江流域、最后到达我国华北地区。此外,我国东南沿海的海陆风给我国沿海地区带来丰富的风能资源。一般来说,我国内陆地区冬、春季风速较大,是风能开发利用的较好季节;夏秋季风速相对较小。我国沿海地区风速大小的季节性较内陆差,在海陆风的背景下,冬季叠加寒潮大风、夏季台风或热带气旋影响是风能的主要来源。