風的起源及特性
1.風的起源
風是最熟悉的自然現象。要了解風的形成必須了解包圍著地球的大氣的運動。大氣的流動也像水流一樣是從壓力高處往壓力低處流。太陽能正是形成大氣壓差的原因。
由於地球自轉軸與圍繞太陽的公轉軸之間存在66.5°的夾角，因此對地球上不同地點，太陽照射角度是不同的，而且對同一地點一年365天中這個角度也是變化的。地球上某處所接受的太陽輻射能正是與該地點太陽照射角的正弦成正比。地球南北極接受太陽輻射能少，所以溫度低，氣壓高；而赤道接受熱量多，溫度高，氣壓低。另外地球又繞自轉軸每24h旋轉一周，溫度、氣壓晝夜變化。這樣由於地球表麵各處的溫度、氣壓變化，氣流就會從壓力高處向壓力低處運動，以便把熱量從熱帶向兩極輸送，因此形成不同方向的風，並伴隨不同的氣象變化。大洋中的海流也起著類似的作用。從全球尺度來看，大氣中的氣流是巨大的能量傳輸介質，地球的自轉以進一步促進了大氣中半永久性的行星尺度環流的形成。
地球上各處的地形地貌也會影響風的形成，如海邊，由於海水熱容量大，接受太陽輻射能後，表麵升溫慢，陸地熱容量小，升溫比較快。於是在白天，由於陸地空氣溫度高，空氣上升而形成海麵吹向陸地的海陸風。反之在夜晚，海水降溫慢，海麵空氣溫度高，空氣上升而形成由陸地吹向海麵的陸海風。
在山區，白天太陽使山上空氣溫度升高，隨著熱空氣上升，山穀冷空氣隨之向上運動，形成“穀風”。相反到夜間，空氣中的熱量向高處散發，氣體密度增加，空氣沿山坡向下移動，又形成所謂“山風”。另外局部溫度梯度等因素也會使風能分布發生變化。
2.風的變化
風向和風速是兩個描述風的重要參數。風向是指風吹來的方向，如果風是從北方吹來就稱為北風。風速是表示風移動的速度，即單位時間內空氣流動所經過的距離。顯然風向和風速這兩個參數都是在變化的。
（1）風隨時間的變化
風隨時間的變化，包括每日的變化和季節的變化。通常一天之中風的強弱在某種程度上可以看做是周期性的。如地麵上夜間風弱，白天風強；高空中正相反是夜裏風強，白天風弱。這個逆轉的臨界高度約為100～150m。
由於季節的變化，太陽和地球的相對位置也發生變化，使地球上存在季節性的溫差。因此風向和風的強度也會發生季節性變化。我國大部分地區風的季節性變化情況是：春季最強，冬季次之，夏季最弱。當然也有部分地區例外，如沿海溫州地區，夏季季風最強，春季季風最弱。
（2）風隨高度的變化
從空氣運動的角度，通常將不同高度的大氣層分為三個區域。離地麵2m以內的區域稱為底層；2～100m的區域稱為下部摩擦層，二者總稱為地麵境界層；從100～1000m的區段稱為上部摩擦層，以上三區域總稱為摩擦層。摩擦層之上是自由大氣。
地麵境界層內空氣流動受渦流、黏性和地麵植物及建築物等的影響，風向基本不變，但越往高處風速越大。各種不同地麵情況下，如城市、鄉村和海邊平地。
關於風速隨高度而變化的經驗公式很多，通常采用所謂指數公式，即v=v1（h/h1）（上標n）m/s式中v——距地麵高度為h處的風速，m／s；
v1——高度為hi處的風速，m／s；
n——m驗指數，它取決於大氣穩定度和地麵粗糙度，其值約為1/2～1/8。
對於地麵境界層，風速隨高度的變化則主要取決於地麵粗糙度。不同地麵情況的地麵粗糙度α如表所示。此時計算近地麵不同高度的風速時仍采用上述公式，隻是用α代替式中的指數n。
如果用自動記錄儀來記錄風速，就會發現風速是不斷變化的，一般所說的風速是指變動部位的平均風速。通常自然風是一種平均風速與瞬間激烈變動的紊流相重合的風。紊亂氣流所產生的瞬時高峰風速也叫陣風風速。
（3）風玫瑰圖
“風玫瑰圖”是一個給定地點一段時間內的風向分布圖。通過它可以得知當地的主導風向。最常見的風玫瑰圖是一個圓，圓上引出16條放射線，它們代表16個不同的方向，每條直線的長度與這個方向的風的頻度成正比。靜風的頻度放在中間。有些風玫瑰圖上還指示出了各風向的風速範圍。