[科普中国]-风玫瑰图

定义

风玫瑰图也叫风向频率玫瑰图，它是根据某一地区多年平均统计的各个风向和风速的百分数值，并按一定比例绘制，一般多用八个或十六个罗盘方位表示。将罗盘上 360°方位按照每 22.5°一格划分成 16 格，将实时采集的各个风向统计到这 16 个方向上。玫瑰图上所表示风的吹向（即风的来向），是指从外面吹向地区中心的方向。

风玫瑰图分为风向玫瑰图和风速玫瑰图两种。风向玫瑰图表示风向和风向的频率。风向频率是在一定时间内各种风向（已统计到 16 个风向）出现的次数占所有观察次数的百分比。根据各方向风的出现频率，以相应的比例长度（即极坐标系中的半径）表示，按风向从外向中心吹，描在用 8 个或 16 个方位所表示的极坐标图上，然后将各相邻方向的端点用直线连接起来，绘成一个形式宛如玫瑰的闭合折线，就是风向玫瑰图。1

同样的如果用这种统计方法表示各方向的平均风速，就成为风速玫瑰图，其中平均风速用极坐标中的半径表示。

绘制方法按照定义，风玫瑰图中必须包含风速、风向、风向频率这三个要素的定量值。

风向玫瑰图计算风向频率，首先需要将一段时期内的风向按照 16 个方向进行统计，得出各个方向的风向频率，计算公式为：

,其中 gn为 n 方向上的风向频率；fn表示在所统计时间段内，n 方向风观测到的次数；C 为所统计时间段内观测到的静风次数。

根据各个方向风的出现频率，以相应的比例长度按风向中心吹，描在坐标纸上。将各相邻方向的端点用直线连接起来，绘成一个形成一个宛如玫瑰的闭合折线，得到风向玫瑰图。

风速玫瑰图对于风速玫瑰图，参照风向玫瑰图中的公式化，各个方向上的平均风速 (除静风以外) 可以以如下公式定义：

其中 vn表示 n 方向上的平均风速 n=1..15，fn表示在所统计时间段内，n 方向风观测到的次数；vni表示在所统计时间段内在 n 方向上观测到的第 i 次风的风速。 vc表示在所统计时间段内静风平均风速，C 为所统计时间段内观测到的静风次数，vci为在所统计时间段内，所观测到的第 i 次静风的风速。

根据各个方向风的风速，以相应的比例长度按风向中心吹，描在坐标纸上。将各相邻方向的端点用直线连接起来，绘成一个形成一个宛如玫瑰的闭合折线，得到风速玫瑰图。2

绘制软件Matlab编程绘制风玫瑰图

有研究人员采用MS office提供的Acess数据库软件以及Matlab Database Toolbox中的VisualQuery Builder交互界面程序选择相应的下拉菜单, 从数据库中提取相应的数据, 完成风玫瑰图的绘制。

EXCEL绘制风玫瑰图有研究人员对Excel软件的图表功能中的雷达图绘制多彩色、多要素的风玫瑰图进行了研究，总结了用Excel 雷达图制作多彩色风玫瑰图的实用技巧。

此外还有用VC++、VB编程扩展绘制软件等绘制风玫瑰图的方法。3

图例风玫瑰图如图所示。

“风玫瑰”图也叫风向频率玫瑰图，它是根据某一地区多年平均统计的各个风向和风速的百分数值，并按一定比例绘制，一般多用八个或十六个罗盘方位表示，如图一，由于该图的形状形似玫瑰花朵，故名“风玫瑰”。玫瑰图上所表示风的吹向（即风的来向），是指从外面吹向地区中心的方向。

应用风玫瑰图是公共气象服务的重要组成部分，在建筑规划、环保、风力发电、消防、石油站设计、海洋气候分析等领域都有重要作用。

城市规划工业企业所产生的大气污染物主要是通过气体运动来进行稀释扩散的.风向频率表示某风向吹刮次数显示着某风向下游区所受污染的机会,频率大 风向下游受污染机会多,反之则少.因此, 有废气污染的工业通常布局在风玫瑰图中最小风频侧; 风速决定着污染物的扩散速度, 速度越大, 工厂排出废气会被很快拉长, 混入的外界空气越多. 污染物的浓度越小; 反之, 速度越小, 污染物的浓度越大, 为此有废气污染的工业宜布置在风速大的方位。

风玫瑰图反映着气象要素风的重要信息, 借此资料, 运用风象污染理论, 可以有效地指导城市规划和工业布局, 同时亦可用来分析城市用地现状合理性与否。

环保大气污染物借风的作用扩散并稀释, 因此评价一个污染源对周围环境的影响或评价某地被污染的状况与当地风的条件有关。

风玫瑰图比较形象、直观，又衍生出污染机率玫瑰图和污染系数玫瑰图，广泛应用在污染气象及大气污染评价工作中。

风力发电风玫瑰图是风电场建设前期必不可少的步骤———“风能资源评估”的主要工具。

消防风玫瑰图是消防监督部门根据国家有关消防技术规范在开展建审工作时必不可少的工具，一般由当地气象部门提供。它的作用主要表现在二个方面：

1、在城市规划中，可以根据风玫瑰图正确确定大型易燃、可燃气体和液体贮罐、易燃、可燃材料堆场、大型可燃物品仓库以及散发可燃气体、液体蒸气的甲类生产厂房或甲类物品库房及生活区的位置。

由于这类贮罐、危险物品仓库、堆场火灾危害性较大，而且建造过程中的投资也比较大，一旦建好就将成为永久性的建筑物或构筑物，因此，在审核图纸时，一定要根据风玫瑰选择恰当的位置，避开城市市区和居民生活区及重要的工矿企业，防止遗留先天性的重大火险隐患。一般地讲，易燃、可燃气体、液体贮罐和易燃，可燃材料堆场等应建造在城市的边缘地带且处在常年主导风向的侧风向，并与相邻单位保持足够的防火间距。显而易见，这样布置有两个优点：一是外来的可燃物和火种进入场内或库内的概率较小；二是一旦起火，由于缺少蔓延成灾的客观条件，对四邻的威胁较小，可以避免出现“火烧连营”的现象。

2、对于生产易燃、易爆物品、散发可燃气体、液体蒸气的工厂，在选址和审核厂区的整体规划时，可以根据风玫瑰图考虑风向对生产装置、工艺流程以及相邻企业的生产和本厂生活区的影响。

风玫瑰图是一个地区，特别是平原地区风的一般情况。但由于地形、地物的不同，它对风气候起到直接的影响。由于地形、地面情况往往会引起局部气流的变化，使风向、风速改变，因此在进行建筑总平面设计时，要充分注意到地方小气候的变化，在设计中善于利用地形、地势，综合考虑对建筑的布置。风玫瑰图在建审工作中的作用是不容忽视的，工业布局时注意风向对工程位置的影响，防止出现重大失误。

地区局部风：城市风、海陆风、山谷风，亦会对城市规划布局产生影响。24

读图“风玫瑰”图也叫风向频率玫瑰图，它是根据某一地区多年平均统计的各个方风向频率的百分数值，并按一定比例绘制，一般多用八个或十六个罗盘方位表示，玫瑰图上所表示风的吹向（即风的来向），是指从外面吹向地区中心的方向。其中，绿线代表夏季，黄线代表的是冬季。

风玫瑰折线上的点离圆心的远近，表示从此点向圆心方向刮风的频率的大小。实线表示常年风，虚线表示夏季风。例如右图：

此实线所形成的封闭图形与4条坐标线焦点代表风的大小

离中心越远 此风向频率越大

比如:此时1月出现最多的风向为偏北风 最少的风向为西南风。风玫瑰能帮助我们很好了解该地区的风向。2