空气流动所形成的动能称为风能,风能是太阳能的一种转化形式。地球上的风能资源十分丰富,根据相关资料统计,每年来自外层空间的太阳辐射能为1.5泽瓦·时(1泽瓦·时=1×1018千瓦·时),其中的2.5%,即38艾瓦·时(1艾瓦·时=1×1015千瓦·时)的能量被大气吸收,产生约4.3拍瓦·时(1拍瓦·时=1×1012千瓦·时)的风能。也就是说,风能归根结底来自太阳能。由于地球自转和太阳辐射等原因,地球表面的空气呈现一些大规模的流动,人们将这种大气大范围运动的状态称为大气环流,一些大气环流呈现较好的规律性,对风能利用非常有利。
世界各地的风能分布极不均匀。一般来说,人们不会选择常年大风的区域聚居,所以人烟稠密的地区不会经常刮很大的风。特别大的风多集中于某些具有特殊地形的地区,如沿海和开阔大陆的收缩地带。8级以上风多分布在没有遮挡的海洋区域,如南半球的高纬度洋面和北半球的北大西洋、北太平洋以及北冰洋的中高纬度洋面。陆地上的风一般不超过7级,典型的多风区域包括美国西部、西北欧沿海、乌拉尔山顶部和黑海地区。
美国是一个多风的国家,不仅风暴侵袭频繁,还经常出现龙卷风。据统计,平均每年美国境内会形成一两千次龙卷风。如此频繁的龙卷风给美国人的生活打上了深刻的风文化烙印,世界著名童话《绿野仙踪》就描写了一个小女孩,连同她居住的小木屋一起被龙卷风带到仙境的经历。童话当然不能当真,小木屋被卷到天上之后,十有八九会造成屋毁人亡的结果,所以真的龙卷风来袭时,一定要躲到地下室或没有窗户的房间以免受到伤害。在美国龙卷风频发的地区,地下室成为多数家庭的标准配置,一向没有存钱习惯的美国人也不得不准备一份龙卷风基金,用于灾后恢复期间的花销。也有一些富有冒险精神的人以追逐龙卷风为荣,有一部美国大片《龙卷风》描写了一群研究龙卷风的科学家在追风行动中的种种历险。
中国风能资源的分布也并不均匀,在不少地区存在持久而强劲的大风,具有巨大的风能发展潜力。中国风能资源丰富和较丰富的地区主要分布在两大区域带——东南沿海及整个中国北方地区。中国东南部沿海地区与台湾岛,在台湾海峡地区形成独特的狭管效应,而该地区又正处于东北信风带,主风向与台湾海峡走向一致,因此风力在该地区明显加速,风力增大,风能资源丰富,具有较好的风能开发价值。中国北部内陆地区主要包括新疆、甘肃、宁夏、内蒙古、东北三省、山西北部、陕西北部和河北北部地区,这些地区纬度较高,处于西风带控制下,同时冬季又受到北方高压冷气团影响,主风向为西风和西北风,风力强度大,持续时间长,强劲而持久的风形成了多处风蚀地貌、。同时这些地区海拔较高,风能衰减小,因此,具有较好的风能开发价值。相比之下,中国东部沿海地区及中部内陆地区风能资源相对贫乏。
地球上的地理环境具有多样性,在利用风能资源的时候既要考虑风能资源本身的情况,也要考虑影响风能利用的负面因素,特别需要注意的一点是,那些风力资源非常好的地点往往是不宜居住的地点,人类聚集的区域通常不会与风力资源最好的区域重合,因此开发风能资源,不仅要根据风能的强弱分布灵活地制订风力发电方案,还要考虑获得的能量如何分配与传输的问题,将所有的因素全面考虑、统筹安排才能最大程度地利用好风力资源。