一届冬奥会的成功举办,往往 " 天时地利人和 " 缺一不可。冬奥会 70% 以上的项目都是在寒冬室外举行,这对赛事保障提出了不小挑战。对于普通人来说,大冬天站在雪地里,第一反应是 " 冷 ",但对于北京冬奥会的气象服务团队来说," 观测有多冷 "" 预报冷多久 "" 如何解决天气会给赛事带来的影响 ",才是他们每天工作中的 " 必修课 "。由于冬季运动项目的特殊性,风向、风速、湿度、温度等气候因素都可能影响运动员的发挥,在对天气进行精密监测、精准预报、开展精细服务的 " 赛道 " 上,同样正展开激烈的 " 金牌争夺战 "。
" 地、空、天 " 立体监测
三个赛区建成 441 套观测设施
和往届冬奥会主要在海洋性气候条件下举办不同,北京冬奥会是近 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,山地赛场大风多、干冷,因此,如何 在复杂山地中进行小尺度的风和温度的精密监测和精准预报,成为本届冬奥会的特殊难题。
监测是气象预报的第一步,而监测的第一步是要搭建气象观测设施。从 2015 年开始,北京冬奥会气象服务团队就开始以冬奥赛场为核心,在陡峭山顶上建立、维护赛区气象观测站。7 年来,三个赛区共建成 441 套现代立体观测设施,除气象观测站外,还包括气象卫星、天气雷达等多种非常规探测仪器,形成严密的 " 地、空、天 " 立体监测网,通过获得详尽、全面的气象实况数据,为提高预报预测能力打好了坚实基础。
为了提高赛区降雪预报准确率,预报员持续数年进行实地观测实验,采集气象数据。北京冬奥会 3 个赛区的专职预报员一共有 52 名,从 2017 年开始,这些预报员每年冬天在赛区开展实战训练。他们调研的方式,就是一次又一次地爬山,在 " 实地观测收集数据——预测气象——实地再观测订正 " 的过程中循环往复,积累了大量数据和实地经验。
" 百米级 "" 分钟级 " 预报天气
人工智能首次用于冬奥会气象保障
往届冬奥会,气象预报基本以千米网格为主,时间更新频率是半小时至 1 小时。北京冬奥会在 3 个赛区 6 个主要场地(古杨树场馆群、云顶场馆群、国家高山滑雪中心、国家雪车雪橇中心、首钢园区、" 鸟巢 "),相关技术已经实现了 67 米网格的 0-10 天逐 1 小时预报,在跳台滑雪场和国家雪车雪橇中心则实现了 22 米网格的 0-24 小时逐 10 分钟预报。精细化气象预报达到了质的飞跃。
得到大量实时的监控数据后,由我国自主研发的高精度天气预报 " 睿图 " 模式体系(RMAPS)就有了用武之地。睿图所提供的精细化、短时临近灾害性天气预警产品能为强对流天气预报提供非常好的参考,帮助气象预报员及时了解并预判天气变化。
" 睿图 " 模式体系下的 " 睿图 - 睿思 " 系统,是一个多源气象数据快速集成与融合预报系统,特点是 " 空间网格细、时间更新频率快、预报精准度高 ",核心功能在于能精准做出冬奥山地赛场的 0~10 天 " 百米级 " 网格气象预报以及冬奥关键点位的 0~10 天定时、定点、定量气象预报,为本届冬奥提供平均风、阵风、温度、湿度、能见度、降水量、降水相态(雨、雪、雨夹雪)等赛事所需的关键预报。以降水预报为例,主要关注未来 2 小时内天气的 " 临近数值预报集成子系统 " 每 10 分钟更新一次,是气象预报员对雷暴等灾害性天气做出临近预警的重要参考;" 短期预报子系统 " 则主要关注未来 2-12 小时的天气情况,是短时天气预报预警的重要依据。值得一提的是," 睿图 - 睿思 " 系统采用了机器学习等人工智能新技术方法,这是人工智能预报技术首次在冬奥会气象服务保障中得到应用。
最新科技成果将惠及各行各业
推动碳达峰、碳中和目标实现
气象与国家发展和民生息息相关,气象科技攻关,北京冬奥会是 " 突破口 " 和 " 试验田 ",技术和产品最终将在各行各业、民生领域广泛应用,具有广阔的发展前景。
北京冬奥气象科技攻关的成果和经验,将惠及经济社会发展多个领域,如适应和减缓气候变化,防御和减轻气象灾害,开发和利用气候资源等方面,都离不开高质量的气象服务。
在后冬奥时代,冬奥气象科技成果及其在冬奥会的应用经验和解决方案等,可在气象预报服务精准度提升方面发挥更大效益,对新时期国家重大活动保障、大城市安全运行、灾害天气预报预警和极端灾害天气应对、城市防洪排涝、城市交通等方面将起到重要支撑作用。未来还可在我国新型能源,特别是风能、太阳能领域获得应用,提升新能源开发和应用的气象服务能力,助力能源结构低碳化,推动碳达峰、碳中和目标的实现。
深圳晚报特派北京记者 黄文
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