2008夏奧會(huì)VS2022冬奧會(huì)，北京冬奧氣象保障創(chuàng)多個(gè)“首次”

從2008年北京夏季奧運(yùn)會(huì)，到2022年北京冬季奧運(yùn)會(huì)，14年白駒過隙，北京的氣象預(yù)報(bào)能力已不能同日而語，氣象預(yù)報(bào)科研能力大幅提升。在北京冬奧會(huì)上，氣象預(yù)報(bào)保障實(shí)現(xiàn)了多個(gè)國(guó)際、國(guó)內(nèi)首次。

變化一：氣象條件決定冬奧會(huì)能否順利舉辦

北京城市氣象研究院副院長(zhǎng)陳明軒，作為國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“科技冬奧”（氣象）項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，曾全程參與了2008年北京夏季奧運(yùn)會(huì)和2022年北京冬季奧運(yùn)會(huì)的氣象保障科技研發(fā)工作。提起這相隔14年兩場(chǎng)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(bào)的科技支撐能力大幅提升了，冬奧會(huì)和夏奧會(huì)的時(shí)候已經(jīng)大不一樣?！?/p>

陳明軒對(duì)比了夏奧會(huì)和冬奧會(huì)對(duì)氣象條件關(guān)注的不同：夏奧會(huì)在夏天舉行，氣象保障主要關(guān)注強(qiáng)對(duì)流天氣，像一些短時(shí)強(qiáng)降水、冰雹、雷暴大風(fēng)等，這些天氣一定程度上會(huì)影響奧運(yùn)賽事，但氣象并不是決定性因素。

“對(duì)夏季奧運(yùn)會(huì)來說，氣象只是參考要素，因?yàn)榇蟛糠值谋荣愴?xiàng)目都是在場(chǎng)館里舉行，也都在城市里，地形上遠(yuǎn)比冬奧會(huì)簡(jiǎn)單?！?/p>

冬奧會(huì)則不一樣，氣象條件是冬奧會(huì)能否順利舉辦的決定要素之一。因?yàn)槎瑠W會(huì)約70%的項(xiàng)目都是雪上項(xiàng)目，比賽地點(diǎn)大部分在地形復(fù)雜的山區(qū)。對(duì)氣象預(yù)報(bào)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(jí)別的尺度更小的氣象預(yù)報(bào)，因?yàn)檫@會(huì)對(duì)賽事安排、賽事保障、成績(jī)?cè)u(píng)定等產(chǎn)生重要的影響。

“預(yù)報(bào)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(huì)的時(shí)候沒有提出來的?！标惷鬈幷f，為了做好冬奧會(huì)的氣象保障，氣象預(yù)報(bào)要做到“一場(chǎng)一策”，即一個(gè)場(chǎng)館一個(gè)策略，“不同的競(jìng)賽項(xiàng)目對(duì)氣象條件的要求不一樣，比如跳臺(tái)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?！标惷鬈幣e例。

同時(shí)，氣象預(yù)報(bào)還要做到“一項(xiàng)一策”，即每一個(gè)與氣象條件密切相關(guān)的比賽項(xiàng)目就需要一個(gè)策略，因?yàn)椴煌?xiàng)目對(duì)氣象條件的要求是不一樣的。像這次冬奧會(huì)高山滑雪項(xiàng)目的賽前訓(xùn)練，就因?yàn)轱L(fēng)的問題推遲了兩天才進(jìn)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(bào)。”陳明軒說，陣風(fēng)、降水相態(tài)這些要求，在夏奧會(huì)時(shí)并沒有提出過。

變化二：氣象信息連接賽事、救援、轉(zhuǎn)播……

氣象保障，涉及到冬奧會(huì)賽事的方方面面。“外圍保障、應(yīng)急救援、交通氣象、媒體轉(zhuǎn)播、城市安全運(yùn)行等，都與氣象保障密不可分，我們都實(shí)現(xiàn)了信息共享?！标惷鬈幷f，這跟夏奧會(huì)還是不太一樣的。

北京冬奧會(huì)期間，氣象部門和999急救中心實(shí)現(xiàn)了信息共享，為的就是賽場(chǎng)的應(yīng)急救援保障。比如高山滑雪項(xiàng)目，萬一有運(yùn)動(dòng)員受傷，有可能需要啟動(dòng)直升機(jī)救援服務(wù)，而直升機(jī)對(duì)山區(qū)氣象條件的要求非常高，“直升機(jī)對(duì)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?！币虼耍诙瑠W會(huì)賽事期間，氣象服務(wù)團(tuán)隊(duì)與999急救可以直接聯(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(huì)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(tái)。通過氣象數(shù)據(jù)接口系統(tǒng)，可以向交管局提供冬奧三大賽區(qū)（北京、延慶、張家口）、19個(gè)場(chǎng)館、16個(gè)重要交通樞紐（高鐵站、機(jī)場(chǎng)、客運(yùn)樞紐等）和58個(gè)重要酒店（國(guó)家會(huì)議中心大酒店等）的氣象實(shí)況、天氣預(yù)報(bào)和預(yù)警信息，所有的天氣預(yù)報(bào)預(yù)警信息、實(shí)況、預(yù)報(bào)都可以實(shí)現(xiàn)共享，每5分鐘更新一次實(shí)況信息，每1小時(shí)提供一次預(yù)報(bào)。

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(guó)外的電視臺(tái)詢問他應(yīng)該如何關(guān)注三大賽區(qū)的氣象條件，因?yàn)樗麄冃枰崆傲私猱?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(bào)實(shí)時(shí)更新，對(duì)方一看非常清晰準(zhǔn)確，連連稱贊。”

變化三：突破多個(gè)“國(guó)際首次”和“國(guó)內(nèi)首次”

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

2008年夏奧會(huì)的時(shí)候，北京的氣象預(yù)報(bào)網(wǎng)格大小為1公里“當(dāng)時(shí)做到3小時(shí)更新一次，在國(guó)內(nèi)甚至國(guó)際上都是比較先進(jìn)的了。”

冬奧會(huì)對(duì)氣象條件有著極高的要求，對(duì)具體格點(diǎn)的預(yù)報(bào)要求就更高。賽區(qū)一線的氣象預(yù)報(bào)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(tuán)隊(duì)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(gè)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(jí)，同時(shí)冬奧村的風(fēng)只有兩三級(jí)。”

做細(xì)預(yù)報(bào)精度，必須有科技支撐。“我們做百米級(jí)、分鐘級(jí)預(yù)報(bào)，最后最細(xì)做到了67米的網(wǎng)格?！标惷鬈幷f，對(duì)未來24小時(shí)的預(yù)報(bào)可以實(shí)現(xiàn)每10分鐘更新一次，這是夏奧會(huì)當(dāng)時(shí)無法實(shí)現(xiàn)的。

這樣的精細(xì)度，在歷屆冬奧會(huì)上也未曾出現(xiàn)過，在國(guó)際上可以說是第一次。離得最近的韓國(guó)平昌、俄羅斯索契冬奧會(huì)，只做到了500米網(wǎng)格的氣象預(yù)報(bào)，并且僅僅是作為參考。

北京冬奧會(huì)還在高精度氣象預(yù)報(bào)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(diǎn)位，比如高山滑雪的起終點(diǎn)、超級(jí)大回轉(zhuǎn)的拐點(diǎn)，還有山頂山腰山底這些點(diǎn)位，預(yù)報(bào)精準(zhǔn)度進(jìn)一步提升，靠的就是人工智能中的機(jī)器學(xué)習(xí)方法。

團(tuán)隊(duì)通過構(gòu)建人工智能算法模型進(jìn)行海量歷史觀測(cè)和預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)的擬合特征訓(xùn)練，從而獲得歷史預(yù)報(bào)的誤差特征并構(gòu)建誤差訂正模型，通過誤差訂正模型實(shí)現(xiàn)對(duì)未來預(yù)報(bào)的實(shí)時(shí)“再訂正”。這也是人工智能氣象預(yù)報(bào)技術(shù)第一次應(yīng)用在冬奧會(huì)。

北京冬奧會(huì)還實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)首次的冬季山區(qū)加密氣象觀測(cè)試驗(yàn)研究。“這為整個(gè)國(guó)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(cè)試驗(yàn)，都提供了比較好的示范?！标惷鬈幷f。

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