北京冬奧氣象保障創(chuàng)多個(gè)首次

藍(lán)天白云映襯下的首鋼滑雪大跳臺(tái)。本報(bào)記者 方非攝

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(guò)隙，北京的氣象預(yù)報(bào)能力已不能同日而語(yǔ)，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 1

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。”

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。

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(lái)說(shuō)，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(méi)有提出來(lái)的。”陳明軒說(shuō)，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(guò)4米/秒，就沒(méi)法比賽了，氣象條件非常重要。”陳明軒舉例。

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)專(zhuān)門(mén)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(wèn)題推遲了兩天才進(jìn)行，“像陣性風(fēng)、能見(jiàn)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(shuō)，陣風(fēng)、降水相態(tài)這些要求，在夏奧會(huì)時(shí)并沒(méi)有提出過(guò)。

變化 2

氣象信息連接賽事、救援、轉(zhuǎn)播……

北京冬奧會(huì)期間，氣象部門(mén)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(wàn)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。”因此，在冬奧會(huì)賽事期間，氣象服務(wù)團(tuán)隊(duì)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(kāi)氣象的服務(wù)。

北京冬奧會(huì)期間，氣象部門(mén)為交通保障指揮調(diào)度中心專(zhuān)門(mén)研發(fā)了氣象信息服務(wù)接口，接入到交通部門(mén)的指揮調(diào)度平臺(tái)。通過(guò)氣象數(shù)據(jù)接口系統(tǒng)，可以向交管部門(mén)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(shuō)，有國(guó)外的電視臺(tái)詢問(wèn)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(chēng)贊。”

變化 3

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(shuō)，預(yù)報(bào)能力水平和精細(xì)度，都已無(wú)法同日而語(yǔ)。

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(lái)形容賽區(qū)天氣演變的復(fù)雜度。

陳明軒說(shuō)，氣象科技團(tuán)隊(duì)曾做過(guò)模擬，在延慶賽區(qū)的高山滑雪中心、雪車(chē)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(chē)雪橇中心風(fēng)速七八級(jí)，同時(shí)冬奧村的風(fēng)只有二三級(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。”陳明軒說(shuō)，對(duì)未來(lái)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(wú)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(guò)，在國(guó)際上可以說(shuō)是第一次。往屆冬奧會(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(guò)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(guò)誤差訂正模型實(shí)現(xiàn)對(duì)未來(lái)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(lái)開(kāi)展一些大型的氣象觀測(cè)試驗(yàn)，都提供了比較好的示范。”陳明軒說(shuō)。

“雙奧之城·看典”

聚焦“太陽(yáng)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(dòng)展示活動(dòng)以“太陽(yáng)照常升起”為主題，邀請(qǐng)3位嘉賓揭秘氣象保障領(lǐng)域有關(guān)監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)和科技創(chuàng)新的故事。

“降雪、氣溫、風(fēng)速、能見(jiàn)度等氣象要素，不僅對(duì)冬奧會(huì)賽程安排和比賽成績(jī)有直接影響，甚至關(guān)系到運(yùn)動(dòng)員的身體和生命安全。”延慶區(qū)氣象服務(wù)組副組長(zhǎng)、延慶區(qū)氣象局副局長(zhǎng)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(tuán)隊(duì)不僅在“十里不同天”的海陀山建設(shè)了17套自動(dòng)氣象站、4套便攜自動(dòng)氣象站的地面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，還在賽區(qū)建設(shè)了S波段天氣雷達(dá)、激光測(cè)風(fēng)雷達(dá)的垂直監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，完成了延慶賽區(qū)周邊38套自動(dòng)氣象站的升級(jí)改造工作。張曼透露，這個(gè)“三維、秒級(jí)、多要素”的氣象綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，是目前冬奧會(huì)歷屆賽事中最為稠密的監(jiān)測(cè)站網(wǎng)。

北京冬奧會(huì)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(huì)，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(zhǎng)陳明軒介紹，經(jīng)過(guò)近四年科技攻關(guān)，冬奧氣象科技團(tuán)隊(duì)研發(fā)出了高精度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)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(jì)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(bào)系統(tǒng)“睿圖－睿思”。

“2008年夏奧會(huì)時(shí)，我們能做到3公里的網(wǎng)格、1小時(shí)更新的預(yù)報(bào)，在國(guó)際上已經(jīng)較為領(lǐng)先，而這次冬奧會(huì)卻達(dá)到了百米級(jí)網(wǎng)格氣象預(yù)報(bào)，24小時(shí)預(yù)報(bào)實(shí)現(xiàn)10分鐘更新一次，這是一次質(zhì)的飛躍。”陳明軒說(shuō)，這不僅是“百米級(jí)”業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)技術(shù)和人工智能預(yù)報(bào)技術(shù)首次服務(wù)冬奧會(huì)氣象保障，多項(xiàng)技術(shù)還填補(bǔ)了國(guó)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(bào)示范項(xiàng)目，可以為國(guó)際高影響天氣預(yù)報(bào)技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用提供中國(guó)經(jīng)驗(yàn)。

在冬奧賽事中，讓賽事主辦方、運(yùn)動(dòng)員等及時(shí)了解氣象信息，天氣預(yù)報(bào)員在其中的作用不可或缺。北京冬奧會(huì)開(kāi)閉幕式氣象預(yù)報(bào)服務(wù)保障團(tuán)隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)翟亮，和十幾位隊(duì)員剛剛完成鳥(niǎo)巢的服務(wù)保障工作。1月份以來(lái)，氣候中心就開(kāi)始對(duì)開(kāi)幕期間天氣的分析和預(yù)測(cè)，每三天會(huì)更新一次天氣預(yù)報(bào)。1月15日以后進(jìn)入到中短期預(yù)報(bào)范圍，一天兩次發(fā)布鳥(niǎo)巢區(qū)域的精細(xì)化、多要素氣象服務(wù)產(chǎn)品，報(bào)告未來(lái)天氣趨勢(shì)，從24小時(shí)到72小時(shí)是逐三小時(shí)發(fā)布。冬奧會(huì)開(kāi)幕式當(dāng)天，預(yù)報(bào)產(chǎn)品進(jìn)一步細(xì)化，從當(dāng)天6點(diǎn)開(kāi)始逐小時(shí)更新產(chǎn)品和服務(wù)，等到正式開(kāi)幕后對(duì)于實(shí)況和預(yù)報(bào)的更新頻率還增加到半個(gè)小時(shí)、十分鐘一次。

“雙奧之城·看典”是2022北京新聞中心的一項(xiàng)重要互動(dòng)展示活動(dòng)?；顒?dòng)自2月1日起開(kāi)始持續(xù)至2月20日，每天舉辦一場(chǎng)直播，邀請(qǐng)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(gè)人視角下真實(shí)感人的北京故事，闡釋北京在經(jīng)濟(jì)、政治、文化、社會(huì)、生態(tài)文明等方面的建設(shè)成果和發(fā)展成就。

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