中国天气网讯 距离北京2022年冬奥会开幕已不足一个月，冬奥气象保障也进入压线冲刺阶段。北京冬奥会既是一个体育竞技的舞台，也是向全世界展示我国气象科技实力的重要窗口。气象部门群策群力、集中攻关，首次实现复杂地形下，空间上精确到百米级、时间上精确到分钟级的预报能力，是历届冬奥会最高标准，为北京冬奥会精细化预报提供科技支撑。
四大优势 助力冬奥气象服务保障全方位全过程
对冬奥会雪上项目来说，气象至关重要，降雪、气温、风速、能见度等气象要素，不仅对运动员人身安全、赛程安排、比赛成绩、雪务工作有直接的影响，也和空中医疗救援、电视转播、城市运行的能源供应和交通运输等外围保障工作密切相关。
北京冬奥会分为三个赛区，分别是北京赛区、延庆赛区和张家口赛区。以延庆赛区为例，海陀山海拔落差2000多米，具有明显的山地气候特征，预报难度极大；同时，冬奥会对气象预报服务提出的“空间百米级、时间分钟级”高标准要求，都对气象服务保障工作提出巨大挑战。自2014年以来气象部门开展了多项准备工作，四大优势全面助力冬奥气象服务保障。
建立了较为完备的冬奥综合气象监测系统，可为赛事运行和外围及城市运行等提供重要监测数据基础。按照国际雪联和北京冬奥组委要求，在赛区及周边建有超过86套自动气象站及S波段雷达、云雷达、风廓线雷达、微波辐射计等先进探测设备，基本形成了“多要素、三维立体、秒级”冬奥气象监测网络，加强设备监控和维护维修，可提供覆盖赛区及周边的天气实时监测数据。
建成了“分钟级、百米级”的冬奥预报服务系统，可实现精细化多要素气象预报。北京市气象部门研发了延庆赛区100米分辨率十分钟跟进循环的产品，以及0-12小时的天气预报产品，研发了近百个天气形势下延庆赛场三维气象高清模拟数据集，还有冬奥中短期数据模式等产品，实现0-10天无缝隙实时预报预警，这些系统将为赛事提供精细化气象服务保障。
汇集了最优秀的冬奥气象保障服务团队，可为冬奥气象服务提供全力支撑。延庆赛区组建了一支由52人组成的冬奥气象服务团队，包括现场服务团队、外围服务团队、城市运行服务保障团队等。其中，参与赛事服务的11名现场服务队员由国家级业务单位以及北京、内蒙古、山西等省（自治区、直辖市）气象局优秀预报员组成，自2017年冬季起，从外语能力、赛场冬训、国外培训、赛事观摩等方面进行专项培训，团队综合素质迅速提高。通过前期为第十四届全国冬运会、国际雪联高山滑雪世界杯、相约北京系列冬季体育赛事雪车雪橇测试活动以及其他系列的雪上项目提供气象保障服务，不断磨练和积累经验，加之科技冬奥项目成果转化提供的技术支撑，服务保障赛事能力明显提升。
2021年12月28日，冬奥延庆赛区工作人员在工作台前监测气象情况。（拍摄：刘珺）
形成了“靶向式、跟进式”气象服务工作机制，可提供面向赛事、公众和应急管理的全方位气象服务。冬奥延庆气象服务分中心通过与国家雪联、冬奥组委、场馆群、外围等多个用户进行充分的需求对接，制定了综合气象服务保障方案，将在赛时与相关单位加强赛区重点区域、重点时段天气的会商研判，与多部门开展联防联动，根据赛事关键节点不断滚动发布各类预报服务产品，针对高影响天气做到早提醒、早叫应、早预警。
从零起步 冬奥气象科技攻关团队构建高精度气象预报系统
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，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。
2021年12月30日，陈明轩（右一）介绍科技冬奥工作开展情况。
国家重点研发计划“科技冬奥”项目（气象）负责人陈明轩介绍，从气象的角度讲，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。北京冬奥会有三个赛区，除了在北京市区内进行的冰上项目外，延庆赛区、崇礼赛区的雪上项目均在野外山地举行。山地赛场风大、干冷的气候特征决定了北京冬奥会的首要特殊难题，就是对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。
纵观历届冬奥会的气象服务保障，国际上并没有成熟的、适用于北京冬奥会的可移植技术方案。“所以此次北京冬奥会的气象服务保障挑战大、科技攻关难度高，很多技术我国可以说是从零起步。”
从北京冬奥会气象保障的要求来说，气象保障服务需要做到空间百米级网格的预报，预报时效至少需要达到10天。陈明轩说：“从大气科学可预报性的角度说，空间越精细、预报时段越长，预报难度越大，更何况在地形复杂的山区，除了需要预报常规的风速风向、温度、湿度、降水外，还需要提供冬奥关注的阵性大风、能见度、降水相态、雪面温度等特殊气象预报，所以难度就更大。”
为此，在国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项以及北京市和河北省相关科技项目共同支持下，气象部门内外十几家单位的200多名科技骨干和预报人员共同组成了冬奥气象科技攻关团队，开展北京冬奥会气象监测和预报的核心科技研发工作。
2021年12月30日，冬奥北京气象中心相关业务平台。（拍摄：刘珺）
经过近4年科技攻关，冬奥气象科技团队研发出了高精度数值天气预报模型、多源气象数据快速集成融合模型、大气涡流尺度数值模拟计算模型、人工智能误差订正模型等新技术新方法，构建了冬奥气象“百米级”预报技术体系，形成了冬奥高精度气象预报系统“睿图-睿思”，实现了冬奥会山地赛场的0-10天“百米级”网格气象预报以及冬奥关键点位的0-10天定时、定点、定量气象预报，多项技术填补国内空白，核心技术完全自主可控，并在北京冬奥会气象服务中得到广泛应用。
其中人工智能预报技术是国际上第一次在冬奥会气象服务保障中获得应用。冬奥会气象保障服务需要0至10天内的高精度气象预报作为支撑，需要做到“定时、定点、定量”的气象预报，而在地形复杂山区的这种小尺度精准气象预报本身就是国际气象界的一道难题，既有的现代数值天气预报模型和传统的技术方法有时存在较大的误差，因此就需要借助人工智能技术和大数据技术，通过对海量的数值天气预报模型预报数据和大量的气象观测数据进行“再解读”，从而实现客观气象预报的“再订正”，提升冬奥气象预报的精准度。
陈明轩介绍，在往届冬奥会期间，客观气象预报基本以千米网格为主，时间更新频率是半小时至1小时。在国内，目前的高精度数值天气预报模型的网格分辨率最高是3公里，部分发达地区客观预报的网格距可以达到1公里，时间更新频率基本是1小时或者3小时。“这说明我国的精细化气象预报达到了质的飞跃。”
目前，经国际专家联合推荐，我国科技冬奥项目已纳入世界气象组织高影响天气预报示范项目，可以为国际高影响天气预报技术研发和应用提供中国经验。
冬奥科技成果推广应用前景广阔 推动“碳达峰、碳中和”目标实现
气象与国家发展和民生是息息相关的。与国际同类型产品相比，冬奥气象科技团队研发的技术自主可控，形成的相应数据产品具有更高的时空精度和预报精准度。在后冬奥时代，冬奥气象科技成果及其在冬奥会的应用经验和解决方案等，可在气象预报服务精准度提升方面发挥更大效益，对新时期国家重大活动保障、大城市安全运行、灾害天气预报预警和极端灾害天气应对、城市防洪排涝、城市交通等方面会起到重要支撑作用。
未来，冬奥科技成果可用于我国冰雪运动气象保障，促进我国冰雪产业配套服务能力提升；可在我国新型能源，特别是风能、太阳能领域获得应用，提升新能源开发和应用的气象服务能力，助力国家能源结构低碳化，推动“碳达峰、碳中和”目标的实现。
七年来，冬奥气象服务团队已做好充分的准备，以务实的态度不断进取，为达到精密监测、精准预报、精细服务不懈努力，时刻为举办一届精彩的、成功的冬奥会提供全方位、全过程、坚实的服务保障，打好北京冬奥会气象保障服务关键之战。（文/刘珺）
