护航冬奥会气象科技实现两个“首次创新”

从11月6日北京迎来今冬初雪便达到暴雪量级，到一波接着一波寒潮“侵袭”，北京2022年冬奥会开赛前的最后一次全方位测试活动并未受到特别影响，2地3赛区的8个竞赛场馆正在按计划稳步进行10项国际赛事、3个国际训练周和2项国内测试活动，这背后冬奥气象服务保障筹备工作功不可没。

要知道，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，舆情网，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。

“科技冬奥”重点专项“冬奥会气象条件预测保障关键技术”项目负责人、北京城市气象研究院副院长陈明轩告诉科技日报记者，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。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。经过近4年的科研攻关，北京冬奥会气象服务保障难题实现突破。

11月22日，北京市政府新闻办公室举行2022年冬奥会及冬残奥会北京城市服务保障专场新闻发布会上，北京市气象局副局长、新闻发言人表示，冬奥气象服务保障筹备工作现已全面就绪，气象科技创新实现“两个首次”。

一是通过冬奥雪上项目赛区（延庆海陀山、张家口崇礼）立体气象加密观测试验，首次在我国中纬度山区复杂地形下开展冬季中、小、微尺度三维气象系统性的观测试验与分析研究，实时获取精细气象观测数据，形成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。”陈明轩说。

陈明轩告诉科技日报记者，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。

“雪上赛道地形复杂、风场复杂多变，运动员在高速下滑过程中，极易受到赛道突变的纵风及横风影响。因此，对赛道风速、风向的分钟级甚至秒级实时监测，可为赛事管理人员、运动员及教练员提供辅助决策依据，对冬奥会滑雪比赛的顺利进行、运动员的正常发挥等具有重要意义。”陈明轩说。

二是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。

“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关键气象要素0—24小时预报准确率。”陈明轩表示，正是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。

陈明轩介绍，冬奥高精度天气预报系统在今年2月“相约北京”冬奥雪上项目测试活动以及当前的冬奥测试活动期间接受了实战检验。2月份测试活动期间，正是根据气象预报服务团队提供的高精度天气预报，有8项比赛、4项官方训练进行了日程调整。