“鶯啼媯畔楊柳飄,云壓海陀雪意高。"前不久,北京西北部的崇山峻嶺間,匯聚全球冰雪健兒的一場場 “速度與激情"在此上演。這里是北京2022年冬奧會和冬殘奧會舉辦地之一——延慶賽區(qū)。
這幾年,“速度與激情"也在賽場之外進(jìn)行,讓我們看看這個賽場“角逐"的戰(zhàn)果:
賽區(qū)核心區(qū)氣象監(jiān)測幾近空白,對局地天氣特征知曉幾近為“零"——這是前幾年的窘境。
在我國中緯度山區(qū)復(fù)雜地形下實施冬季多維度氣象綜合觀測,山地精密氣象觀測技術(shù)取得長足進(jìn)步——這是如今的成績。
自2014年9月以來,氣象部門先后在海陀山“空白區(qū)"、北京城區(qū)新建和改造各類冬奧氣象立體探測設(shè)施148套,形成24小時“三維、秒級、多要素"立體天氣監(jiān)測體系,一張“氣象網(wǎng)"越織越密。
其中,延慶賽區(qū)承擔(dān)高山滑雪、雪地雪橇雪車比賽項目,氣象服務(wù)保障要求高、難度大,比如高山滑雪賽道從出發(fā)至終點(diǎn)處的垂直落差超過900米,坡面長度達(dá)3000米,地形復(fù)雜,具有明顯的局地小氣候特征——山腳烈日炎炎酷熱難耐,山頂也許就是風(fēng)雨交加冰雹砸落。
數(shù)年前,海陀山被確定作為延慶賽區(qū)的賽場時,由于這座山的歷史氣象數(shù)據(jù)幾乎*空白,氣象預(yù)報員對這座山的小氣候“脾性"缺乏了解。就如同醫(yī)生接診一名陌生病人,需要借助“拍片",才能對病灶進(jìn)行準(zhǔn)確診斷。對氣象預(yù)報員來說,要深入了解這座山的天氣狀況,才能對當(dāng)?shù)靥鞖庾鰷?zhǔn)確的分析判斷。
當(dāng)務(wù)之急是構(gòu)建適應(yīng)冬奧會需求的立體、稠密的山地氣象觀測網(wǎng),像CT一樣“掃描"整座山的小氣候,發(fā)現(xiàn)天氣“密碼"。
作為氣象“CT"安裝者,由北京市氣象探測中心、延慶區(qū)氣象局、設(shè)備廠家等組成的氣象探測保障團(tuán)隊,早在2013年便先后多次前往海陀山勘察、尋找符合標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)測點(diǎn)。沒水、沒電、沒路、沒網(wǎng)的惡劣自然條件,對觀測站網(wǎng)布局、建設(shè)、運(yùn)維和海量多尺度、多要素探測數(shù)據(jù)的實時應(yīng)用提出巨大挑戰(zhàn)。2014年梯度氣象觀測站建成,為成功申辦冬奧會提供了準(zhǔn)確的氣象數(shù)據(jù),得到國際雪聯(lián)的肯定。
氣象部門根據(jù)賽事關(guān)注的高影響天氣(大風(fēng)、降水、低能見度等),結(jié)合延慶賽區(qū)受到西南、東南及東北三個主要天氣系統(tǒng)來向的影響,在賽區(qū)周邊50公里范圍內(nèi)共同設(shè)計、打造三個維度(中尺度、小尺度、微尺度)綜合監(jiān)測網(wǎng),建設(shè)完成16類42套垂直觀測設(shè)備,實現(xiàn)三維風(fēng)場、溫濕度場、云宏微觀結(jié)構(gòu)等多要素觀測。為做好延慶賽區(qū)高山滑雪、雪車雪橇場館氣象預(yù)報服務(wù)保障,填補(bǔ)海陀山觀測“空白區(qū)",提供地面氣象要素“分鐘級、秒級"風(fēng)監(jiān)測數(shù)據(jù)支撐,沿賽道梯度建設(shè)26個多要素氣象站。此外,在北京賽區(qū),為滿足首鋼滑雪大跳臺不同高度風(fēng)的監(jiān)測需求,建設(shè)一個地面氣象觀測站、三個高度的測風(fēng)塔站。為實現(xiàn)冬奧會和冬殘奧會開閉幕式精密監(jiān)測,逐步建成國家體育場冠層、場內(nèi)觀禮臺、舞臺地面“4+4+1"的觀測布局,數(shù)據(jù)實時傳輸至指揮部智慧場館平臺。
在密織的氣象網(wǎng)中,新型觀測產(chǎn)品研發(fā)應(yīng)用成果豐碩:
——依托3個測風(fēng)激光雷達(dá)對延慶賽區(qū)2千米×2千米范圍開展協(xié)同觀測,數(shù)據(jù)精度達(dá)到垂直分辨率50米、水平分辨率100米。直接觀測得到單點(diǎn)垂直4千米內(nèi)風(fēng)廓線產(chǎn)品,反演獲取三維風(fēng)場、兩點(diǎn)之間水平面的水平二維風(fēng)場、斜剖面的垂直二維風(fēng)場等產(chǎn)品,為山地風(fēng)場預(yù)報與直升機(jī)救援服務(wù)提供資料支撐。
——綜合應(yīng)用云雷達(dá)、云高儀、微波輻射計、天氣現(xiàn)象儀等新型觀測設(shè)備,實時獲取山地溫濕度廓線、水凝物廓線、云高、總云量、云狀等觀測數(shù)據(jù)及融合產(chǎn)品,增強(qiáng)了云能天精細(xì)監(jiān)測對預(yù)報服務(wù)的科技支撐。
——聯(lián)合相關(guān)設(shè)備廠家利用現(xiàn)有關(guān)鍵站點(diǎn)的天氣現(xiàn)象儀、降水現(xiàn)象儀及ISOS自動判識的視程障礙現(xiàn)象等多源觀測數(shù)據(jù),合理設(shè)計識別規(guī)則,獲得關(guān)鍵站點(diǎn)逐小時天氣現(xiàn)象信息,自動形成ODF(實況)報文。在冬奧實現(xiàn)了從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)包制作和傳輸全流程自動化,實時向國際奧委會(IOC)的奧林匹克網(wǎng)站和電視頻道、北京冬奧會等8個應(yīng)用場景提供服務(wù),得到冬奧組委技術(shù)部的高度肯定。
依托協(xié)同工作機(jī)制,北京市氣象局聯(lián)合相關(guān)單位開展冬奧各類測試賽、冬奧會及冬殘奧會開閉幕式、賽時期間的京、冀、晉、內(nèi)蒙古四地聯(lián)合加密觀測達(dá)2000余次;聯(lián)合華北區(qū)域相關(guān)省份開展降雪、沙塵等高影響天氣期間的地面加密觀測;聯(lián)合國家衛(wèi)星氣象中心,啟動高分衛(wèi)星、風(fēng)云四號B星加密觀測持續(xù)近50天。
七年織密一張網(wǎng),氣象工作者在國家需要的時候勇挑重任,堅毅前行,默默添彩冬奧盛會,為北京書寫“雙奧之城"新的歷史華章貢獻(xiàn)了智慧與力量。
圖為R.M.YOUNG風(fēng)速儀05106為冬奧會賽場提供風(fēng)速風(fēng)向的監(jiān)測
(來源:中國氣象報社 作者:丁張巍 秦彥碩 責(zé)任編輯:張林)
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