风能受地理环境和时间因素的影响变化很大，并且在时间、空间上这种变化会持续在一个很广的区域内。空间上的变化是指：世界上有许多不同气候条件的地区，其中的一些地区比其他地区有着更为丰富的风能资源。这些地区主要受纬度的作用，纬度影响着日照的总量。风资源在任何一个气候地区的小范围内存在很多差异，则主要是因为它受自然地理条件的影响，如陆地和海洋各自所占比例、陆地面积的大小及山脉或湖泊的存在等。植被的类型也可能通过其对太阳辐射的吸收或反射作用及对地表温度和湿度的影响而对风能的大小产生显著的影响。

地形对风速的影响很大。例如，在山顶上比在谷地或者山坡背风面，风要强得多。在局部也是如此，风速会因树木或大楼等建筑的阻碍而显著降低。

风是地球上的一种自然现象，它是由太阳辐射热引起的，可以说风形成的根本机制是太阳辐射。太阳照射到地球表面，地球表面各处受热不同，产生温差，从而引起大气的对流运动形成风。风几乎完全受太阳能量的控制，热量主要集中于赤道附近的陆地上，显然最强烈的热辐射都发生在白天，这就意味着地球绕地轴旋转时，受热最多的地区也绕其表面进行旋转，热空气上升并在大气中进行循环，然后下降到较冷的区域，由此引发的这种大规模的空气运动受到因地球旋转而产生的地转偏向力的强烈作用，其结果形成了一种大规模的全球循环模式。例如，被研究的比较透彻的信风和西风带这类风。

由于地球表面海陆分布形态而导致其所接收的太阳辐射加热效果不同，从而形成了全球风带分布。在北半球近地面，北纬30度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，该信风带稳定但风速不大，约 3-4级；在北纬30度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（图3.1）。

图3.1 北半球风带分布示意图

地球表面有大陆、海洋，这使这种全球循环被大陆上的小范围变化所干扰。这些变化在非常复杂和非线性形式下相互作用产生了混沌，在特殊地区它导致了日常天气的不可预知性。显然，潜在的趋势导致地区间显著的气候差异。这些差异由局部地貌和热效应来进行调节。

丘陵和山脉导致局部地区风速的增加。这里有一部分是受高度的影响——地球的边界层是指风速一般随高度的增加而增加，山峰可以 “形成”高风速层；还有一部分的影响是在丘陵山脉上面和周围的风流动的加速，隘口和峡谷风流的漏斗效应。同样的，地貌可以形成低风速的地区，如隐蔽的山谷、山脊的背面或流动产生的临界点。

热效应也导致相当大的局部变化。由于陆地和海洋受热情况的不同，沿海地区通常是多风的，当海洋比陆地温暖时，局部循环成为表面空气从陆地向海洋，暖空气上升到海洋上面，冷空气下沉到陆地上面。当陆地更温暖一些时，情况则相反。陆地的升温和冷却比海洋表面要快，因此在这种情况下，海、陆风趋向于反转24h，在加利福尼亚州这种作用对于最初风力的形成很重要。在那里潮流把冷水带到海岸边，并距离白天受热强烈的沙漠不远。中间的一系列山脉使气流流过它的隘口时形成漏斗效应，产生局部的猛烈的风。

热效应还由地表高度的不同而引起。高山上的冷空气下沉到下面的平地时会产生强烈的“下降”风。