北京冬奧氣象保障創(chuàng)多個首次

藍(lán)天白云映襯下的首鋼滑雪大跳臺。本報記者 方非攝

從2008年北京夏季奧運會，到2022年北京冬季奧運會，14年白駒過隙，北京的氣象預(yù)報能力已不能同日而語，氣象預(yù)報科研能力大幅提升。在北京冬奧會上，氣象預(yù)報保障實現(xiàn)了多個國際、國內(nèi)首次。

變化 1

氣象條件決定冬奧會能否順利舉辦

北京城市氣象研究院副院長陳明軒，作為國家重點研發(fā)計劃“科技冬奧”（氣象）項目負(fù)責(zé)人，曾全程參與了2008年北京夏季奧運會和2022年北京冬季奧運會的氣象保障科技研發(fā)工作。提起這相隔14年兩場賽事的氣象保障科技支撐差異，他很有感觸，“北京氣象預(yù)報的科技支撐能力大幅提升了，冬奧會和夏奧會的時候已經(jīng)大不一樣。”

陳明軒對比了夏奧會和冬奧會對氣象條件關(guān)注的不同：夏奧會在夏天舉行，氣象保障主要關(guān)注強對流天氣，像一些短時強降水、冰雹、雷暴、大風(fēng)等，這些天氣一定程度上會影響奧運賽事，但氣象并不是決定性因素。

冬奧會則不一樣，氣象條件是冬奧會能否順利舉辦的決定要素之一。因為冬奧會約70%的項目都是雪上項目，比賽地點大部分在地形復(fù)雜的山區(qū)。對氣象預(yù)報員來說，山區(qū)的氣象條件復(fù)雜多變，難度很大，他們需要關(guān)注山區(qū)和賽道級別的尺度更小的氣象預(yù)報，因為這會對賽事安排、賽事保障、成績評定等產(chǎn)生重要的影響。

“預(yù)報需要特別精細(xì)，關(guān)注的要素也非常多，有些甚至都是夏奧會的時候沒有提出來的。”陳明軒說，為了做好冬奧會的氣象保障，氣象預(yù)報要做到“一場一策”，即一個場館一個策略，“不同的競賽項目對氣象條件的要求不一樣，比如跳臺滑雪，風(fēng)速一旦超過4米/秒，就沒法比賽了，氣象條件非常重要。”陳明軒舉例。

同時，氣象預(yù)報還要做到“一項一策”，即每一個與氣象條件密切相關(guān)的比賽項目就需要一個專門策略，因為不同項目對氣象條件的要求是不一樣的。像這次冬奧會高山滑雪項目的賽前訓(xùn)練，就因為風(fēng)的問題推遲了兩天才進行，“像陣性風(fēng)、能見度、降水相態(tài)等這些氣象要素，都得做出精確的預(yù)報。”陳明軒說，陣風(fēng)、降水相態(tài)這些要求，在夏奧會時并沒有提出過。

變化 2

氣象信息連接賽事、救援、轉(zhuǎn)播……

北京冬奧會期間，氣象部門和999急救中心實現(xiàn)了信息共享，為的就是賽場的應(yīng)急救援保障。比如高山滑雪項目，萬一有運動員受傷，有可能需要啟動直升機救援服務(wù)，而直升機對山區(qū)氣象條件的要求非常高，“直升機對風(fēng)切變要求極高，它要懸停在空中，放下纜繩，再把傷員拉上去，需要非常穩(wěn)定的氣象條件才可以。”因此，在冬奧會賽事期間，氣象服務(wù)團隊與999急救中心可以直接聯(lián)系，共享氣象信息。

賽事的交通保障也離不開氣象的服務(wù)。

北京冬奧會期間，氣象部門為交通保障指揮調(diào)度中心專門研發(fā)了氣象信息服務(wù)接口，接入到交通部門的指揮調(diào)度平臺。通過氣象數(shù)據(jù)接口系統(tǒng)，可以向交管部門提供冬奧三大賽區(qū)（北京、延慶、張家口）、19個場館、16個重要交通樞紐（高鐵站、機場、客運樞紐等）和58個重要酒店（國家會議中心大酒店等）的氣象實況、天氣預(yù)報和預(yù)警信息，所有的天氣預(yù)報預(yù)警信息、實況、預(yù)報都可以實現(xiàn)共享，每5分鐘更新一次實況信息，每1小時提供一次預(yù)報。

甚至連媒體轉(zhuǎn)播，都跟氣象條件有著很大的關(guān)聯(lián)。陳明軒說，有國外的電視臺詢問他應(yīng)該如何關(guān)注三大賽區(qū)的氣象條件，因為他們需要提前了解當(dāng)?shù)氐臍庀鬆顩r，為轉(zhuǎn)播提前做好準(zhǔn)備，“把我們冬奧氣象服務(wù)的官網(wǎng)發(fā)給他們，氣象預(yù)報實時更新，對方一看非常清晰準(zhǔn)確，連連稱贊。”

變化 3

突破多個“國際首次”和“國內(nèi)首次”

從“公里級”到“百米級”“分鐘級”的預(yù)報，是多大程度的提升？陳明軒說，預(yù)報能力水平和精細(xì)度，都已無法同日而語。

2008年夏奧會的時候，北京的氣象預(yù)報網(wǎng)格大小為1公里，“當(dāng)時做到3小時更新一次，在國內(nèi)甚至國際上都是比較先進的了。”

冬奧會對氣象條件有著極高的要求，對具體格點的預(yù)報要求就更高。賽區(qū)一線的氣象預(yù)報員，用“一天變四季”“百米不同天”來形容賽區(qū)天氣演變的復(fù)雜度。

陳明軒說，氣象科技團隊曾做過模擬，在延慶賽區(qū)的高山滑雪中心、雪車雪橇中心、冬奧村這3個距離相隔僅幾百米的區(qū)域，模擬得到的風(fēng)速風(fēng)向差異卻非常大，“雪車雪橇中心風(fēng)速七八級，同時冬奧村的風(fēng)只有二三級。”

做細(xì)預(yù)報精度，必須有科技支撐。“我們做百米級、分鐘級預(yù)報，最后最細(xì)做到了67米的網(wǎng)格。”陳明軒說，對未來24小時的預(yù)報可以實現(xiàn)每10分鐘更新一次，這是夏奧會當(dāng)時無法實現(xiàn)的。

這樣的精細(xì)度，在歷屆冬奧會上也未曾出現(xiàn)過，在國際上可以說是第一次。往屆冬奧會，只做到了500米網(wǎng)格的氣象預(yù)報，并且僅僅是作為參考。

北京冬奧會還在高精度氣象預(yù)報中，加入了人工智能算法。陳明軒告訴記者，賽道上有很多氣象關(guān)鍵點位，比如高山滑雪的起終點、超級大回轉(zhuǎn)的拐點、還有山頂山腰山底這些點位，預(yù)報精準(zhǔn)度進一步提升，靠的就是人工智能中的機器學(xué)習(xí)方法。

團隊通過構(gòu)建人工智能算法模型進行海量歷史觀測和預(yù)報數(shù)據(jù)的擬合特征訓(xùn)練，從而獲得歷史預(yù)報的誤差特征并構(gòu)建誤差訂正模型，通過誤差訂正模型實現(xiàn)對未來預(yù)報的實時“再訂正”。這也是人工智能氣象預(yù)報技術(shù)第一次應(yīng)用在冬奧會。

北京冬奧會還實現(xiàn)了國內(nèi)首次的冬季山區(qū)加密氣象觀測試驗研究。“這為整個國家山地氣象學(xué)的研究，包括將來開展一些大型的氣象觀測試驗，都提供了比較好的示范。”陳明軒說。

“雙奧之城·看典”

聚焦“太陽照常升起”

3位嘉賓揭秘冬奧氣象保障

昨天(9日)，2022北京新聞中心“雙奧之城·看典”互動展示活動以“太陽照常升起”為主題，邀請3位嘉賓揭秘氣象保障領(lǐng)域有關(guān)監(jiān)測、預(yù)報和科技創(chuàng)新的故事。

“降雪、氣溫、風(fēng)速、能見度等氣象要素，不僅對冬奧會賽程安排和比賽成績有直接影響，甚至關(guān)系到運動員的身體和生命安全。”延慶區(qū)氣象服務(wù)組副組長、延慶區(qū)氣象局副局長張曼介紹，為做好延慶賽區(qū)氣象服務(wù)保障，北京市氣象局組建的團隊不僅在“十里不同天”的海陀山建設(shè)了17套自動氣象站、4套便攜自動氣象站的地面監(jiān)測系統(tǒng)，還在賽區(qū)建設(shè)了S波段天氣雷達、激光測風(fēng)雷達的垂直監(jiān)測系統(tǒng)，完成了延慶賽區(qū)周邊38套自動氣象站的升級改造工作。張曼透露，這個“三維、秒級、多要素”的氣象綜合監(jiān)測系統(tǒng)，是目前冬奧會歷屆賽事中最為稠密的監(jiān)測站網(wǎng)。

北京冬奧會是近20年內(nèi)唯一一次在大陸性冬季風(fēng)主導(dǎo)的氣候條件下舉辦的盛會，相比海洋性氣候，出現(xiàn)大風(fēng)、低溫、寒潮等極端天氣的可能性更大。北京城市氣象研究院副院長陳明軒介紹，經(jīng)過近四年科技攻關(guān)，冬奧氣象科技團隊研發(fā)出了高精度數(shù)值天氣預(yù)報模型、多源氣象數(shù)據(jù)快速集成融合模型、大氣渦流尺度數(shù)值模擬計算模型，還使用了人工智能技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，形成了冬奧高精度氣象預(yù)報系統(tǒng)“睿圖－睿思”。

“2008年夏奧會時，我們能做到3公里的網(wǎng)格、1小時更新的預(yù)報，在國際上已經(jīng)較為領(lǐng)先，而這次冬奧會卻達到了百米級網(wǎng)格氣象預(yù)報，24小時預(yù)報實現(xiàn)10分鐘更新一次，這是一次質(zhì)的飛躍。”陳明軒說，這不僅是“百米級”業(yè)務(wù)預(yù)報技術(shù)和人工智能預(yù)報技術(shù)首次服務(wù)冬奧會氣象保障，多項技術(shù)還填補了國內(nèi)空白，核心技術(shù)做到了完全自主可控，被納入世界氣象組織高影響天氣預(yù)報示范項目，可以為國際高影響天氣預(yù)報技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用提供中國經(jīng)驗。

在冬奧賽事中，讓賽事主辦方、運動員等及時了解氣象信息，天氣預(yù)報員在其中的作用不可或缺。北京冬奧會開閉幕式氣象預(yù)報服務(wù)保障團隊隊長翟亮，和十幾位隊員剛剛完成鳥巢的服務(wù)保障工作。1月份以來，氣候中心就開始對開幕期間天氣的分析和預(yù)測，每三天會更新一次天氣預(yù)報。1月15日以后進入到中短期預(yù)報范圍，一天兩次發(fā)布鳥巢區(qū)域的精細(xì)化、多要素氣象服務(wù)產(chǎn)品，報告未來天氣趨勢，從24小時到72小時是逐三小時發(fā)布。冬奧會開幕式當(dāng)天，預(yù)報產(chǎn)品進一步細(xì)化，從當(dāng)天6點開始逐小時更新產(chǎn)品和服務(wù)，等到正式開幕后對于實況和預(yù)報的更新頻率還增加到半個小時、十分鐘一次。

“雙奧之城·看典”是2022北京新聞中心的一項重要互動展示活動。活動自2月1日起開始持續(xù)至2月20日，每天舉辦一場直播，邀請多名嘉賓結(jié)合自己工作在北京、生活在北京、學(xué)習(xí)在北京的切身經(jīng)歷，講述在其個人視角下真實感人的北京故事，闡釋北京在經(jīng)濟、政治、文化、社會、生態(tài)文明等方面的建設(shè)成果和發(fā)展成就。

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