1.三北(東北、華北、西北)地區豐富帶
如阿拉山口、達坂城、輝騰錫勒、錫林浩特的灰騰梁等。這一風能豐富帶的形成,主要是由于三北地區處于中高緯度的地理位置。
冬季(12~2月)受蒙古高壓影響,冷空氣南下,進入我國。當經過時蒙古高壓得到新的冷高壓的補充和加強,故此這種風力較強。
三北地區是冷空入侵我國的前沿,一般在冷高壓前鋒稱為冷鋒,在冷鋒過境時,在冷鋒后面200km附近經常可出現6~10級(10.8~24.4m/s)大風。對風能資源利用來說,是可以有效利用的高質量大風。
從三北地區向南,由于冷空氣從源地長途跋涉,到達我國黃河中下游再到長江中下游,地面氣溫有所升高,使原來寒冷干燥的氣流性質逐漸改變為較冷濕潤的氣流性質(稱為變性)也就是冷空氣逐漸變暖,這時氣壓差也變小,所以,風速由北向南逐漸減小。
我國東部處于蒙古高壓的東側和東南側,所以盛行風向都是偏北風,只視其相對蒙古高壓中心的位置不同而實際偏北的角度有所區別。三北地區多為西北風,秦嶺黃河下游以南的廣大地區,盛行風向偏于北和東北之間。
春季(3~5月)是由冬季到夏季的過渡季節,由于地面溫度不斷升高,從4月開始,中、高緯度地區的蒙古高壓強度已明顯減弱,而這時印度低壓(大陸低壓)及其向東北伸展的低壓槽,已控制了我國的華南地區。與此同時,太平洋副熱帶高壓也由菲律賓向北逐漸侵入我國華南沿海一帶,這幾個高、低氣壓系統的強弱、消長對我國風能資源有著重要的作用。
春季這幾種氣流在我國頻繁交綏。春季是我國氣旋活動最多的季節,特別是我國東北及內蒙一帶氣旋活動頻繁,造成內蒙和東北的大風和沙暴天氣。同樣江南氣旋活動也較多,但造成的卻是春雨和華南雨季。這也是三北地區風資源較南方豐富的一個主要原因。全國風向已不如冬季風那樣穩定少變,但仍以偏北風占優勢,風的偏南分量顯著增加。
夏季(6~8月)東亞地面氣壓分布形勢與冬季完全相反。這時中、高緯度的蒙古高壓向北退縮,相反印度低壓繼續發展控制了亞洲大陸,為全年最盛的季節,大平洋副熱帶高壓等也向北擴展和向大陸西伸。可以說東亞大陸夏季的天氣氣候變化基本上受這兩個環流系統的強弱和相互作用所制約。
隨著太平洋副熱帶高壓的西伸北跳,我國東部地區均可受其影響,在此高壓西部的東南氣流和西南氣流帶來了豐富的降水,但由于高、低壓間壓差小,風速不大,夏季是該地全年風速最小的季節,盛行偏南風。
秋季(9~11月)是由夏季到冬季的過渡季節,這時印度低壓和太平洋高壓開始明顯衰退,而中高緯度的蒙古高壓又開始活躍起來。此時,我國東南沿海已逐漸受到蒙古高壓邊緣的影響,華南沿海由夏季的東南風轉為東北風,三北地區秋季已確立了冬季風的形勢。各地多為穩定的偏北風,風速開始增大。
2.沿海及島嶼地區豐富帶
年有效風能功率密度在200w/m2以上的風能功率密度線平行于海岸線,而沿海島嶼風能功率密度在500w/m2以上,如臺山、平潭、東山、南鹿、大陳、嵊泗、南澳、馬祖、馬公、東沙等。可利用小時數約在7 000~8 000小時,這一地區特別是東南沿海,由海岸向內陸是連綿丘陵,所以風能豐富地區僅在海岸50km之內,再向內陸不但不是風能豐富區,反而成為全國最小風能區,風能功率密度僅50w/m2左右,基本上是風能不能利用的地區。
沿海風能豐富帶形成的天氣氣候背景與三北地區基本相同,所不同的是海洋與大陸由兩種截然不同的物質所組成,二者的輻射與熱力學過程都存在著明顯差異。冬季海洋較大陸溫暖,夏季較大陸涼爽,這種海陸溫差的影響,在冬季每當冷空氣到達海上時風速增大,再加上海洋表面平滑,摩擦力小,一般風速比大陸增大2~4m/s。
綜觀上述,冬春季的冷空氣、夏秋的臺風,都能影響到沿海及其島嶼,相對內陸來說這里形成了我國風能豐富帶。由于受臺灣海峽狹管效應的影響,東南沿海及其島嶼是我國風能最豐富地區。我國有海岸線18 000多km,島嶼6 000多個,是風能大有開發利用前景的地區。
3.內陸風能豐富地區
在兩個風能豐富帶之外,風能功率密度一般在100w/m2以下,可以利用小時數3 000小時以下。但是在一些地區由于湖泊和特殊地形的影響,風能也較豐富,如鄱陽湖附近較周圍地區風能就大,湖南衡山、安徽的黃山、云南太華山等也較平地風能為大。但是這些只限于很小范圍之內,不像兩大帶那樣大的面積,特別是三北地區面積更大。
青藏高原海拔4 000m以上,這里的風速比較大,但空氣密度小,如在4 000m的空氣密度大致為地面的67%,也就是說,同樣是8m/s的風速,在平原上風能功率密度為313.6w/m2,而在4 000m只為209.9w/m2,而這里年平風速在3~5m/s,所以風能仍屬一般地區。▲