作者:郑金武 来源:中国科学报 发布时间:2022/1/20 12:35:35
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冬奥气象保障:百米级24小时精准预报

 

与夏季奥运会项目多在体育场馆内举行不同,作为冬奥会“重头戏”的雪上项目,多在室外山区举行。冬奥会山地雪上项目赛程安排和赛事举办、观赛、救援等外围保障服务,都与气象条件密切相关。在比赛期间,除了运动装备、运动员自身水平外,风速、风向、温度、湿度、能见度及雪质等自然条件的差异,将会直接影响赛程安排以及运动员的比赛成绩、比赛安全。

别担心!北京城市气象研究院副院长陈明轩带领团队开展的“科技冬奥”重点专项——“冬奥会气象条件预测保障关键技术”,研发形成了自主可控的冬奥“百米级”天气预报技术体系,首次实现“百米级、分钟级”业务天气预报能力。

“2022北京冬奥会、冬残奥会是近20年内唯一一次在大陆性冬季风主导的气候条件下举办的冬奥会。”陈明轩介绍,大风多、干冷的气候特征,决定了北京冬奥会的首要特殊难题,就是山地小尺度的风和温度的精密监测、精准预报,这也是国际上尚未解决的气象难点问题之一。

围绕气象条件预测保障,“科技冬奥”重点专项作了相应部署。陈明轩带领团队经过了近4年的科研攻关,推动北京冬奥会气象服务保障难题实现了突破,建成了“三维、秒级、多要素”冬奥气象监测网络和“分钟级、百米级区域”预报服务系统。

在气象监测方面,“气象部门在3个赛区布设了441套各类探测设施,大幅提升各类冬奥关键气象要素的监测精度。不仅如此,项目团队还在延庆和张家口赛区布设了多套激光测风雷达。”陈明轩介绍。

在延庆海陀山、张家口崇礼地区,通过冬奥雪上项目赛区立体气象加密观测试验,项目团队首次在我国中纬度山区复杂地形下开展了冬季中、小、微尺度三维气象系统性的观测试验与分析研究,实时获取了精细气象观测数据,形成了加密科学观测试验数据集。

“赛区高精度气象探测数据的成功获取,使山地气象精密监测难题有了冬奥方案。” 陈明轩表示。

精准气象预报对赛事顺利举办至关重要。以高山滑雪项目为例,赛程仅为1到2分钟,运动员速度最高可达每小时140公里,当赛场风速超过每秒18米时须立即停止赛事。定点的分钟级预报对赛事调控,以及寻找赛事“窗口期”的支撑作用十分关键。

因此在精准气象预报方面,项目团队通过多源稠密气象资料快速融合、高精度数值天气预报、机器学习和深度学习等气象应用新技术新方法的研究开发,形成了覆盖延庆和张家口赛区1万平方公里范围内的百米网格、10分钟更新的冬奥关键气象要素预报产品,大幅提升了冬奥复杂地形赛场的关键气象要素0—24小时预报的准确率。

陈明轩表示,通过大气涡流尺度数值模拟技术,将冬奥核心赛场百米级网格风和温度等气象要素的预报时效从24小时拓展至10天,10天内的预报间隔达到1小时,为冬奥气象预报服务提供更为有效的支撑。

据介绍,此前“冬奥会气象条件预测保障关键技术”已经完成了相关测试验证,为张家口和延庆两地3赛区的8个竞赛场馆进行的10项国际赛事、3个国际训练周和2项国内测试活动提供了精准气象预报服务。

工作人员在野外实验。 采访对象供图

 
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