气象科技为冬奥护航

对天气的精密监测、精准预报和精细服务是现代冬奥会能否成功举办的决定因素之一。冬奥会山地雪上项目赛程安排和赛事举办、观赛、救援、交通、媒体转播以及冬奥会期间城市安全运行等外围保障服务，包括冬奥前期的赛会筹办、场馆设施规划建设等，都与气象条件密切相关。冬奥赛事举办需要根据天气预报找到合适的“窗口期”，精确的风、温度、湿度、能见度等的监测、预报预警直接影响到运动员发挥，甚至影响到比赛安全。举例来说，对于高山滑雪，气象条件至关重要，运动员速度最高可达140km140千米/小时h，赛程1～2分钟，对赛道附近的横风、风切变非常敏感。再如，跳台滑雪对地面以上一定高度的风速风向也有极高要求，风速风向直接影响到运动员的空中姿态控制甚至人身安全。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，独有的气候特征决定此次冬奥会的特殊难题——小尺度山地气象条件的监测、预报及保障能力，这也是国际上尚未解决的气象难点问题之一。

纵观历届冬奥会的气象服务保障，国际上没有成熟的可移植的技术方案，加上中国冰雪运动起步较晚、国际冬季重大体育赛事气象服务保障经验缺乏，所以此次北京冬奥会的气象服务保障的挑战程度极大、科技攻关难度极强。

对标保障目标，攻克气象科技难题

气象部门第一次系统性获取了冬奥会特殊赛区气象观测数据，气象精密监测难题有了冬奥方案。通过冬奥会雪上项目赛区（延庆海陀山、张家口崇礼）立体气象加密观测试验，第一次在我国中纬度山区复杂地形下开展了冬季中、小、微尺度三维气象观测试验及分析研究，实时获取了精细气象观测数据。构建了北京冬奥会延庆赛区、张家口赛区高精度气象观测网，为冬奥气象服务和精细化气象预报技术研发提供了更加细致的天气“背景”数据，也深化了我国山地气象学研究。

建立了冬奥会0～24小时高精度天气预报模型支撑体系，“百米级、分钟级”精准预报有了支撑手段。研发构建了冬奥气象“百米级、分钟级”客观天气预报支撑体系，形成覆盖冬奥山地赛区（含延庆和张家口赛区10000平方公里平方千米范围内）100米网格的气象场快速分析和0～24小时时段预报产品，大幅度提升了冬奥复杂地形和下垫面条件下温度、湿度、风场等冬奥关键气象要素的预报准确率，有效支撑了冬奥气象预报服务团队提前24小时开展精细气象决策服务和外围保障气象服务。

构建了冬奥会气象无缝隙全覆盖预报技术体系，冬奥气象精细服务有了具体实践。针对冬奥会海陀山、崇礼、首钢、鸟巢等核心区域的气象服务需求，研发形成了冬奥会无缝隙客观天气1～10天短中期时段预报技术体系，冬奥核心区的最高气象预报网格可达百米级；基于大数据挖掘和人工智能技术，在冬奥关键点位实现0～240小时定时、定点、定量气象条件无缝隙融合集成预报，在室外赛事气象条件前期分析研判、比赛窗口期选择等方面发挥了关键作用，在国际上第一次将人工智能用于冬奥气象预报。针对冬奥保障需求，构建冬奥智能化气象服务体系，提供交通、应急救援、各类冬奥网站等专项气象服务技术和数据产品，为我国专项气象服务和行业气象服务科技能力提升贡献冬奥经验，也为山地运动的风险防控提供科技支撑。

强化实战应用，检验核心科技成果

冬奥气象科技研发核心技术自主可控，基本形成了六大科技产品体系，目前已经全部集成至冬奥气象业务平台，并实现了落地试验应用。核心科技成果均在2021年“相约北京”系列冬季体育测试活动期间、2020年和2021年冬奥预报团队冬季训练测试、2020年“十四冬”高山滑雪和高山滑雪世界杯模拟演练等气象服务保障中获得了实际应用。特别是2021年2月“相约北京”系列冬季测试活动期间，赛区经历了大风降温、明显升温、沙尘、降雪、低能见度、冰冻等几乎所有预期可能对赛事造成高影响的天气。76项比赛、55项官方训练中，由于天气原因调整比赛8项、官方训练4项。以冬奥运动团队最困扰的阵性大风预报服务为例，3个赛区预报准确率平均提升幅度都在 10 %左右，有效排除了影响运动员成绩和比赛安全问题的外部因素。冬奥气象科技成果实战应用取得的成效得到了北京奥组委、国家体育总局的充分肯定。

目前，冬奥气象科技研发及应用成为世界气象组织世界天气研究计划高影响天气（WMO/WWRP/HIWeather）示范项目，为国际高影响天气预报技术研发和应用分享中国经验。

在后冬奥时代，相关冬奥气象科技研发成果、应用经验和解决方案将在提升新时期国家重大活动气象保障能力、支撑首都等大城市安全运行和重大自然灾害应对、支撑国家冰雪产业发展等方面发挥重要作用。

 作者:陈明轩   改写:王奉安   编辑:罗聪