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海陀山上“聽風觀天”——揭秘延慶冬奧氣象服務團隊背后的故事

日期:2020-12-16 來源:周六天氣網

  2022年北京冬奧會越來越近,高山滑雪等賽事將在北京延慶海陀山舉行,這一項目對風力、風向等氣象預報需求更加精細化。為此,延慶賽區冬奧氣象服務團隊放出了他們的“大招”——“立體、秒級”氣象站,“百米級、分鐘級”的預報。這些“大招”的背后必定是整個團隊的“苦練”,中國天氣網為你揭秘冬奧會氣象服務背后的故事。

海坨山上“聽風觀天”——揭秘延慶冬奧氣象服務團隊背后的故事

  2022年北京冬奧會和冬殘奧會延慶氣象服務“大本營”。

  “先行者”:從無到有的“立體、秒級”賽事氣象站建設

  海陀山,位于北京西北部,高度超過兩千米,在2014年的一個清晨,一個特殊的登山隊朝著海陀山出發了,他們帶著騾馬隊、“大塊頭”儀器,顯然不僅是為了登山。這只登山隊來自延慶賽區冬奧氣象服務團隊,他們是為安裝自動氣象站而來。這一個個自動氣象站背后,承載著申辦冬奧會的重擔——提供基礎氣象觀測數據支持。

  2015年,北京成功申辦2020年冬奧會。由于冬奧會包含了眾多戶外項目,受天氣影響極大,所以對天氣預報的精準要求大大提高,而當時的氣象設備是遠遠不能滿足需求的。

  “氣象預報,探測先行。”北京市氣象探測中心副主任張曼稱,氣象觀測和探測一定是先行的,氣象數據對我們氣象的分析和預報的應用都是非常重要的。如果等到要開展天氣預報服務的時候,再來建設氣象站等設備是來不及的,“我們要有一定時間量的數據積累,才能保證預報員獲取更多的分析的資料。”

  為了保證冬奧會高山滑雪等項目的順利開展,建設賽事氣象站的任務提上了日程。張曼和她的二十余名隊員就是“先行者”,在海陀山實現了氣象站從無到有的建設。

海坨山上“聽風觀天”——揭秘延慶冬奧氣象服務團隊背后的故事

  大雪中的延慶海陀山。(圖/馬新成 資料圖片)

  張曼和她的隊員們在早晨5點就要上山,在一天要完成3至4個氣象站的建設,上山時迎著朝霞,而下山時常常是天黑。同時,海陀山的環境還給他們帶了很大挑戰,夏天時在山頂要穿上羽絨服,冬天就更不用說了,眉毛上都會結霜。“當時,海陀山上沒有路,我們要組織建設,除了騾馬隊,我們要背設備和工具。”張曼回憶道,“山上的風特別大,溫度特別低,我們的水拿出來以后都是凍著的,是沒有辦法喝的,吃的面包基本上就是跟石頭一樣硬。”

  海陀山給張曼團隊帶來身體上的挑戰外,對氣象站的建設也制造了困難。在大風環境下監測氣象站不穩定,數據容易中斷,10米風桿受到山勢的局限,氣溫低時儀器被凍住……一系列的困難擺在面前,張曼團隊選擇了定制與創新的路子。

  雙路供電、雙路通信、儀器保溫等手段為氣象站“加料”。氣象站除了能觀測常見的氣溫、風速、降水等6要素外,還增加了輻射、能見度、低溫等多要素。同時,由于冬奧會一些項目對風力監測的要求特別高,氣象站還實現了垂直觀測,使得觀測呈現三維、立體、多角度的特點。

  在團隊的努力下,他們完成了21套自動氣象站的建設,其中延慶周邊地區完成了38套自動氣象站的建設和升級改造,部分氣象站在今年年初的第十四屆冬季運動會保障和一系列的測試賽中發揮了作用。還有兩套交通自動氣象站、延慶本站拉曼激光雷達、垂直觀測探測設備已經投入使用。

  完成設備的建設只是張曼團隊冬奧會任務的一部分,后續還要保證設備的正常穩定運行,對探測數據的質量分析研究,提升探測數據的精度……未知的挑戰還在等著他們。

  “聽風者”:實現“百米級、分鐘級”的預報服務

  天氣預報的產生過程就像是一場接力賽,有了氣象站等設備的監測數據后,接力棒就交接給了預報員。北京市氣象臺副臺長時少英任隊長的場館預報服務團隊主要負責2022年北京冬奧會延慶賽區高山滑雪項目的天氣預報。天氣的好壞直接對賽事能否順利進行、運動員的發揮等起到重要作用,這就要求冬奧會氣象服務團隊能夠提供更加精準的預報,他們的目標是實現“百米級、分鐘級”的預報服務。

  高山滑雪中心高度落差達到九百米以上,沿著賽道不同位置的風都存在差異。時少英稱,“無論多么精細的天氣預報數值模式,在這樣復雜的山地地形中,都無法準確精細地刻畫風發生的團流、亂流、擾動等。”

  “一開始做預報的話就感覺無從下手。”時少英預報團隊的隊員閻宏亮在回憶剛開始接觸高山滑雪項目天氣預報時說道。由于山地地形復雜,加上山地天氣預報模式不完善等原因,大大增加了賽道天氣預報的難度。

  面對這樣的困難,預報員團隊展開了三個冬季的冬訓,對各個賽道的地形更加熟悉,也摸索出各個氣象要素垂直變化的規律。同時預報員團隊會基于多個天氣預報模式進行模擬分析,并結合多年的經驗進行訂正。“還有一些客觀算法研究的工作,我們都是自主加班。”閻宏亮稱。在大家的共同努力之下賽區天氣預報的精準程度得到了有效提升。

  “為了到達冬奧會的氣象服務目標,從中國氣象局到北京市氣象局、河北省氣象局,在科技支撐、科研等方面,都在共同努力。”時少英稱。

海坨山上“聽風觀天”——揭秘延慶冬奧氣象服務團隊背后的故事

  時少英展示山地天氣預報系統。

  目前,時少英團隊開始了2022冬奧會前最后一次冬訓,在這個冬訓中他們會對過去三年的工作進行梳理,將規律再進一步凝練。“只要預報員看到某種天氣情形,他的腦子里要一下子想到賽區從山頂到山腳各個氣象要素的變化。”時少英在談到這次冬訓目標時說到。另外,針對今年出現的變化,團隊還將對關鍵技術進行進一步的研究,朝著“百米級、分鐘級”預報服務前進。

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