风是一种潜力很大的新能源。国内外都很重视利用风力来发电，开发新能源。风能是一种清洁、安全、可再生的绿色能源，利用风能对环境无污染，对生态无破坏，环保效益和生态效益良好，对于人类社会可持续发展具有重要意义。现今调整能源结构、减少温室气体排放、缓解环境污染、加强能源安全已成为国内外关注的热点。国家对可再生能源的利用，特别是风能开发利用给予了高度重视。风很早就被人们利用，主要是通过风车来抽水、磨面等。现在，人们感兴趣的，首先是如何利用风来发电。由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同，因而引起各地气压的差异，在水平方向高压空气向低压地区流动，即形成风。风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数。风能密度是单位迎风面积可获得的风的功率，与风速的三次方和空气密度成正比关系。
据估算，全世界的风能总量约1300亿千瓦，中国的风能总量约16亿千瓦，中国风能资源仅次于俄罗斯和美国，居世界第三位。根据风能资源普查最新统计，中国陆域离地面10米高度的风能资源总储量为43.5亿千瓦，其中可开发量约为3亿千瓦。
风能资源受地形的影响较大，世界风能资源多集中在沿海和开阔大陆的收缩地带。在自然界中，风是一种可再生、无污染而且储量巨大的能源。随着全球气候变暖和能源危机，各国都在加紧对风力的开发和利用，尽量减少二氧化碳等温室气体的排放，保护我们赖以生存的地球。利用风力发电，以丹麦应用最早，而且使用较普遍。丹麦虽只有500多万人口，却是世界风能发电大国和发电风轮生产大国，世界10大风轮生产厂家有5家在丹麦，世界60%以上的风轮制造厂都在使用丹麦的技术，是名副其实的“风车大国”。
风能资源开发利用潜力巨大，到2010年底，全球累计装机排名中中国已跃居世界第一位。风电行业对气象的敏感度极高，在各种气象要素中，风作为首要的要素，不仅是风电生产最重要的气象资源，同时，由于风具有间歇性、波动性和可控性差等特点，也会给风电行业建设、生产、调度、维护带来不利影响。由于风电具有上述特点，因此风功率预测在风力发电中显得非常重要，风功率预测是根据风电场气象信息有关数据，利用物理模拟计算和科学统计方法，对风电场的风力风速进行短期预报，而预测出风电场的功率，从而也可实现电力调度部门对风电调度的要求。此外，闪电雷暴、风叶覆冰、极端低温、高温、台风等天气现象会对风电生产产生较大的负面影响。
电力从生产到使用的各个环节皆有赖于气象指导，随着电网规模的不断扩大和用电结构、电源结构的变化，天气过程特别是灾害性天气事件对电网安全运行的影响愈加明显，因此建立较为有效的气象灾害预警及防灾联动机制，将为保障电网安全稳定运行和电力可靠供应发挥重要作用。
社会进入了新的时代，人们越来越懂得与大自然和谐相处的重要，并开始重视气象灾害给人类社会、经济、生命财产造成的损失和危害，以及气象灾害给人们日常生活的影响，开始研究对气象灾害的影响与科学防御。
9.3航空航天气象
9.3.1航空气象
航空与气象的关系非常密切，不仅许多航空事故与气象有关，而且气象还直接影响飞行。航空气象包括航空气象学和航空气象勤务两个方面。航空气象学是研究气象条件与航空器飞行活动和航空技术相互关系、相互作用以及航空气象服务方式方法的学科。航空气象勤务则是将航空气象学的研究成果有效地运用于航空气象保障中。航空气象技术装备主要包括航空气象观（探）测设备、气象情报传递和终端设备、各类计算机以及一些特殊装备。其中气象卫星和气象雷达是现代重要的航空气象设备。气象卫星能提供可见光云图、红外云图、空中风场、高空急流位置和强度、气温和水汽的垂直分布等。通过对卫星资料的分析，可获得准确的国际航线大气状况的预报，从而使远程航行的意外事故大为减少。气象雷达包括测风、测云、测雨等多种类型，其中测雨雷达是掌握对飞行安全威胁严重的强对流天气的有效工具。
20世纪20年代为了满足飞行器设计的需要，美国首次编制了“标准大气”。30年代，同温层飞行成功，促进了航空气象的发展，许多气象探空站和探空火箭站建立起来。高速飞机的出现和远程乃至全球飞行，对航空天气预报要求更高，提出获取全球范围气象情报的要求。航空气象开始采用先进技术，建立地面气象雷达站，并通过气象卫星开展全球数值天气预报业务。60年代以来，航空运输量急剧增加，航空气象保障又进一步向自动化和系统化方向发展，有的机场已改用电视信道连续不断地提供气象情报。但是，晴空湍流、低空风切变、中小尺度天气、恶劣能见度等仍威胁着飞行的安全，成为现代航空气象亟待解决的课题。
（1）气象条件对航空的影响
航空与气象的关系非常密切，不仅许多航空事故与气象有关，而且气象还直接影响飞行。飞机起飞、降落和空中飞行的各个阶段都会受到气象条件的影响，风、气温、气压都是影响飞行的重要气象要素。地面风会直接影响飞机的操纵，高空风会影响飞机在航线上的飞行速度和加油量。气温高低，可改变发动机的推力，影响空速表、起落滑跑距离等。气压会影响飞机的飞行高度。由于各地气压经常变化，往往造成气压高度表指示的误差。此外，雷暴、低云、低能见度、低空风切变、大气湍流、空中急流、颠簸、结冰等天气现象都直接威胁飞行安全。
雷暴是夏季影响飞行的主要天气之一。闪电和强烈的雷暴电场能严重干扰中、短波无线电通讯，甚至使通信联络暂时中断。当机场上空有雷暴时，强烈的降水、恶劣的能见度、急剧的风向变化和阵风，对飞行活动以及地面设备都有很大的影响。雷暴产生的强降水、颠簸（包括上升、下降气流）、结冰、雷电、冰雹和飑，均给飞行造成很大的困难，严重的会使飞机失去控制、损坏、动力减小，直接危及飞行安全。现代飞机使用了大量的电子设备，特别是控制飞行状态的电子计算机，一旦被雷电影响，将造成严重的破坏，直接影响飞机正常航行。因此，只要有雷暴天气，飞机是不允许飞行的。
低云是危及飞行安全的危险天气之一，它会影响飞机着陆。在低云遮蔽机场的情况下着陆，如果飞机出云后离地面高度很低，且又未对准跑道，往往来不及修正，容易造成复飞。有时，由于指挥或操作不当，还可能造成飞机与地面障碍物相撞、失速的事故。
低能见度对飞机的起飞、着陆都有相当的影响。雨、云、雾、沙尘暴、浮尘、烟幕和霾等都能使能见度降低，影响航空安全。地面能见度不佳，易产生偏航和迷航，降落时影响安全着陆；当航线上有雾时，会影响地标航行；当目标区有雾时，对目视地标飞行，空投、照相、视察等活动有严重的影响。
低空风切变对飞机的起飞和降落有严重的威胁。风切变是指在短距离内风向、风速发生明显突变的状况。强烈的风切变可导致飞机失速和难以操纵的危险，甚至导致飞行事故。
气流影响飞机航行示意图
风切变的多少要看机场的地理位置。由于雷暴可以引起风切变，低纬度接近热带的地方，出现雷暴的机会比较多，容易引发风切变。风切变不仅仅源于雷暴，复杂的地形也可以带来风切变，比如香港机场、美国丹佛市等城市机场的周围有山环绕，强风受山峦与谷地的地形作用，风切变的现象明显。此外，海风也易引起风切变，在香港也经常出现海风引起的风切变，一般人觉得海风不是很强的天气现象，其实不然。以香港机场为例，盛行风一般是东风，但从海上吹过来的风一般是西风，东风西风汇合在一起，就会引起风切变。
大气湍流、空中急流会造成飞机的颠簸。由于空气不规则的垂直运动，使飞机上升下沉。严重的颠簸可使机翼负荷加大而变形甚至折断，或使飞机下沉或上升几百米的高度。
降雪对飞机飞行的影响主要是体现在以下几个方面：大雪天气里，机场的能见度严重降低，影响飞行人员的视线。当能见度只有几十米时，飞行人员操控的飞机根本无法降落和起飞，甚至无法滑行。如果处理不当就极易出现飞行事故，这时机场不得不被迫关闭，正常航班随之变得不正常或被取消。由于强冷空气的到来，地表温度急剧下降。所降雨雪遇到低温，会在跑道上迅速结成冰层。飞机轮胎与冰层间摩擦力减小，降落或起飞的飞机在跑道上会产生不规则滑动，不易保持方向，极易冲出跑道发生危险。大雪使飞机机身积冰或结冰，冰霜的聚积增加了飞机的重量。同时，积冰可能引起机翼流线型的改变、螺旋桨叶重量的不平衡，或者是汽化器中进气管的封闭、起落架收放困难、无线电天线失去作用、汽化器减少了进气量飞机动力降低、油门冻结断绝了油料来源、驾驶舱窗门结冰封闭驾驶员的视线等，这些都可能造成严重的飞机失事。
结冰的形态可以分为明冰、毛冰与雾凇三种。明冰和毛冰最危险，因其牢固，不易排除，而且增长极为迅速，成为最危险的一种积冰。因此，一旦飞机出现冰冻现象时，就必须及时除冰。而除冰作业需要一定的时间，这样势必会影响航班正点运行。
目前，天气原因是造成航班延误的主要原因，“天气原因”简单的四个字实际包含了很多种情况：出发地机场天气状况不宜起飞；目的地机场天气状况不宜降落；飞行航路上气象状况不宜飞越，等等。
（2）航空气象预报
航空气象预报与一般的气象预报差异非常大。航空气象预报具有及时性、精细化、国际性的特点，且预报关注点与普通气象预报有所不同。市民可能对航空预报不太了解，因为人们在电视上看到的是一般的预报。
航空预报只有航空公司和飞行员才能看到，也比较专业。航空预报分为高空预报和机场预报两个方面。机场预报和观测报告在国际上有一些特定的格式，需要编码及解码。机场观测报告和机场预报，分别提供机场的定时观测数据及对未来数小时的天气预报，只有经过训练的航空公司签派员和飞行员才能读懂。飞机航行期间需要和很多国家交换预报资料，获得最新的预报信息。同时，飞机一般飞行在万米以上的高空上，因此，需要专门做一些特殊的高空的天气预报图。
相对日常天气预报，航空天气预报要求的精细度更高。航空天气预报要求定点、定时、定量，定点是指很具体的一个地方，就是机场；定时指要求具体的时间区间，例如起飞和降落时间的预报；定量，要求强度预报很准确具体。为了应对这样高要求的天气预报，民航气象中心利用人造卫星观测对流云团、台风，甚至火山灰来预报高空天气。
在机场天气预报方面，使用专门的能见度仪器测量“跑道视程”，专门观测跑道上面的能见度，同时也考虑灯光的影响。除了机场天气预报，航空天气预报也关注机场附近的天气、云底高度、湿度、温度等。民航气象使用的观测设备主要是天气雷达。常规的雷达可以监测雷暴和台风；先进的多普勒雷达，一般安装在机场附近，可以监测风切变；更为先进的激光雷达则用于监测晴空风切变，因为一般的雷达需要依靠空气的水汽来监测，对晴空风切变无能为力。而在高空预报方面，民航气象中心主要利用卫星资料来观测，但准确的地点和时间预报也很难，中国和一些先进国家正在考虑利用数值预报系统改进高空预报。
相对于全世界来讲，中国对于机场临近预报来说还是不错的，未来将对亚洲不发达国家提供航空参考资料。随着民航在人们日常生活中所占的分量越来越大，对航空气象的需求也将越来越大。航空与气象就像是鱼和水的关系一样，飞行脱离不了大气，飞行量越来越大的时候，航空气象的作用会越来越明显。
9.3.2航天气象
降水是影响航天活动的重要气象因素之一。明显的降水将直接影响星箭等产品的转场、吊装、对接、全区合练，乃至发射。因此，降水预报一直是航天气象部门重点关注的项目之一。航天气象中的专业级降水预报与一般公众级的民用降水预报相比较要求更高，要求达到“定时、定量、定点”的标准。利用不同卫星云图资料，可以较直观、准确地提供影响场区降水的主要天气系统的生成、移动、消亡等情况，为降水预报提供重要的参考依据。
航天器在发射和返回时所需的气象条件的研究类似于航空气象，不同的是在离开大气层后要研究外太空的空间天气。空间天气需要了解高层大气密度、电磁场、高能粒子、太阳电磁辐射、微流星、空间碎片等空间天气要素并做出预报。因此，它是一个新领域。发展空间天气业务，主要是要建设国家空间天气中心，建立空间天气监测、预报、预警系统以提高空间保障服务能力，做到对空间天气进行监测预警预报，及时报告可能发生的空间天气灾害，保护在空间运行的航天器、航天员及地面有关系统的安全。
