风力涡轮机可以产生不同的发电量，原因是不同“剖面形状”的风。来源：劳伦斯利弗莫尔国家实验室
观察稳定的大气，风电场运营商可以更深入地了解任何给定时间的发电量。
风力涡轮机发电，在很大程度上取决于风速。在风电场，涡轮机会遇到相同的风速，但不同形状如湍流状的风廓线（wind profile），会产生不同的发电量。
这种多变的发电来是可以预测的，只需观察大气的稳定性，持这种看法的人，有劳伦斯利弗莫尔国家实验室（Lawrence Livermore National Laboratory）的科学家索尼娅•沃顿（Sonia Wharton）和他的同事朱利•朗魁斯特（Julie Lundquist），他的同事是在科罗拉多大学博尔德分校（University of Colorado at Boulder）和国家可再生能源实验室（National Renewable Energy Laboratory）。
有一篇论文，发表在1月12日一期的《环境研究快报》（Environmental Research Letters）杂志上，沃顿和朗魁斯特考察了涡轮机发电数据，根据不同的大气稳定性，计算出西海岸（West Coast）风力发电场的发电性能。
“发电依靠稳定性，这是明鲜的，不论时段分隔否是采用三维湍流（three-dimensional turbulence）、湍流强度（turbulence intensity）或风切变（wind shear），都是这样，”沃顿说。
研究小组发现，在设定的风速，发电量较高的是在稳定条件下，较低的是在强烈不稳定的条件下，这是指在同一位置。平均而言，风电功率输出的差异高达15％，少发这么多风电，是因为大气不稳定。
湍流风是一个比较常见的名词，用于评估风轮机的效率，而风切变乱流是指不同的风速和风向，出现于相对短距离的大气中，乱流风也起着重要的作用，用于评估涡轮机可以发多少电，这是指在一定的时间尺度。
沃顿和朗魁斯特说，风电场运营商可以更好地估计发电量，因为风力预测包括大气稳定性影响的测量。
虽然早期的研究也考察过大气稳定性如何影响输出功率，但是，很少有研究分析现代涡轮机的输出功率，这种涡轮机的轮毂高度超过60米。
在新的研究中，沃顿和朗魁斯特收集了一年的电力数据，是采自上风现代涡轮机（80米高），就在西海岸的一个多兆瓦风力发电场。他们认为，涡轮机发电信息和气象数据，都是来自80米高的塔柱，声波探测和测距器（SODAR：Sonic Detection and Ranging）提供的风廓线，可达到地面以上200米，可以考察湍流风及风切变。考察上风涡轮机，可以消除涡轮机尾流（turbine wakes）的任何影响，因为可能会影响发电性能。
该研究小组发现，风速和电力生产的变化，原因在于季节性，以及昼夜的区别。风速更高（发电更多）的是在夜间，而不是在白天（发电较少），而且更高的是在温暖的季节（发电更多），而不是在凉爽的季节（发电较少）。例如，平均风电生产中，43％的最大发电容量是在夏天，达到67％的顶峰，是在夏天的夜晚。
“我们发现，风力涡轮机在春季和夏季，会遇到稳定、近中性和不稳定的情况，”沃顿说。 “但是，白天几乎总是不稳定或中性的，而晚上会非常稳定。”
朗魁斯特说：“这项工作突出表明，有益的是观测完整剖面的风速和湍流风，要针对整个涡轮机转子盘，要做到这一点，往往只能采用遥感技术，比如声波探测和测距器或激光雷达，就是激光探测和测距器（LIDAR：Laser Detection and Ranging）。风能资源评估及功率预测会受益，因为这有更高的精确度。”
