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用科学支撑,拔节生长

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用科学支撑,拔节生长

立体化观测网将覆盖北京冬奥赛区为冬奥气象服务和科研打好基础

举部门之力 发挥气象技术人才优势冬奥气象服务筹备工作加速推进

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当前,冬奥会已正式进入“北京周期”。北京2022年冬奥会和冬残奥会筹办工作由基础规划进入专项计划阶段,场馆建设由规划建设转入全面建设阶段。冬季运动作为器械运动,对气象要素敏感度远超夏季运动。精确掌握赛道的风力、风速、雪温等,对于比赛的正常开展尤为关键。同时,雪务保障和运行保障等也让气象服务面临严峻挑战。面对挑战,气象部门该如何确保提供高水平的冬奥气象服务?

近日,《冬奥气象中心预报技术研发部工作方案》印发,明确冬奥气象预报技术研发目标和具体任务。冬奥气象中心将面向2022年北京冬奥会和冬残奥会赛事需求,以冬奥会气象条件预测保障关键技术研究为重点,开展山区复杂地形综合气象观测、0-240小时高分辨率数值预报、赛场定点气象要素客观预报及风险预警、智能化专项气象服务、短期气候预测及气象风险评估等技术研究。

记者从中国气象局日前印发的《北京2022年冬奥会和冬残奥会综合气象观测系统专项计划》中获悉,冬奥赛区及周边的气象观测系统将得到进一步完善,最终形成12个观测种类、一千余套观测设备的立体化观测格局,有力支撑冬奥会气象服务、天气预报业务及科研。

记者近日从中国气象局获悉,随着冬奥会“北京周期”开启,冬奥气象服务筹备工作加速推进。气象部门充分发挥科技人才优势,推动冬奥气象服务保障工作一体化、一盘棋发展,在组织机制建设、团队建设、科技攻关及技术储备等方面取得明显进展。

张家口冬奥村效果图。 张家口市冬奥办供图

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在冬奥赛场上,天气情况是影响比赛的一大变数。“冰雪项目对气象要素的敏感度远超夏季运动,北京冬奥会赛事、雪务、运行保障等都对气象服务提出了更高要求。”北京冬奥组委副主席杨树安表示。立体化的赛区气象观测网,则是高质量冬奥气象服务的基础。

冰雪项目对气象要素的敏感度远超夏季运动,冬奥赛事、雪务、运行保障等对气象服务提出了更高要求。随着平昌冬奥会的举办,冬奥气象保障的重要性更加成为各界共识。根据冬奥组委要求,气象部门要提供同期世界最高水平的气象服务,服务标准达到“一项一策”,提供气象“百米级、分钟级”的精准微播报。

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京冀联手,以国际一流标准保障气象服务9月16日5时30分,天刚蒙蒙亮,蔚县气象局工作人员蔺艳斌就与同事驱车赶往小五台山二阶岭自然保护区,安装服务2022年冬奥会的七要素观测站。上山没有水泥路,只能步行,安装观测站的设备也只能靠人背上去、骡子驮上去。海拔2443米,上山下山往返一趟需要4个多小时,运了3趟,设备才全部就位。山下是秋天,山上是冬天,午饭是面包加矿泉水,连续工作17个小时,观测站安装完成。2022年冬奥会张家口赛区共规划建设8个场馆,承担冬季两项、越野滑雪、跳台滑雪、单板滑雪、自由式滑雪等大部分雪上项目。张家口市气象台台长黄山江介绍,崇礼之所以成为滑雪胜地,与其山地地形和局地气候特点有关,但这也决定了其小气候特征明显、气象要素垂直水平变化大,仅靠原有监测站点无法满足赛事需求。为给2022年冬奥会提供气象服务,需要在张家口赛区场馆新建赛道气象站21套,升级赛区周边70套区域气象站。同时,要建设张家口S波段双偏振天气雷达、承德天气雷达和崇礼X波段双偏振天气雷达等多个气象设施。2017年,气象部门如期完成崇礼赛区14个自动气象站的建设工作,赛事核心区的自动气象站数量已达到25个,站点密度已超过韩国平昌。2018年,我省进一步完善赛区气象综合探测系统建设。赛区21个赛道、场馆气象站及周边70个气象站的建设、升级及迁建等工作,康保S波段天气雷达、围场X波段和崇礼X波段雷达将于今年年底前完成。在建设气象设施的同时,省气象局与北京市气象局加强沟通,坚持国际一流标准,按照“统一技术标准,统一服务标准,联合建设业务服务系统,合作开展核心技术研发”思路,针对冬奥会气象保障与冰雪经济发展服务需求,谋划了“冬奥会与冰雪经济气象服务保障工程”。工程项目涵盖观测、预报、服务及人工影响天气能力4个方面建设内容。省气象台台长连志鸾说,在精细化预报预测能力建设方面,省气象局参与了北京市气象局牵头的“多维度冬奥气象预报预警平台”“冬奥气候风险评估及预测平台”建设,实现系统在我省的业务部署和运行。同时,组建了冬奥会预报预测技术攻关团队,开展针对张家口冬季山地复杂地形条件下精细化客观分析和预报技术的研究。气象服务能力建设方面,省气象局参与北京市气象局牵头的“冬奥现场气象服务系统”建设,实现系统在我省的业务部署和运行。完成冬奥村驻场气象台选址与基础建设,购置设备,具备实战工作能力。改造省、市、区三级气象信息网络,张家口崇礼、北京延庆、北京城区三地达到同城用户级别互访能力。

冬奥气象中心将组织冬奥延庆赛区、张家口赛区冬季综合立体加密气象观测试验,开展精细化三维关键气象特征监测和分析技术研究,构建复杂地形下小尺度三维气象特征模型;组织研发0-24小时快速更新短时临近数值预报系统和24-240小时无缝隙高分辨率数值天气预报技术,提供0-24小时高分辨率网格滚动分析及预报产品、24-240小时数值天气预报产品;组织冬奥赛场定点气象要素客观预报及风险预警技术研究,提供0-240小时比赛场馆、赛道及其他重要区域的气象要素预报产品;研发冬奥气象专项影响预报产品,建设冬奥智慧气象服务系统;对接集成应用研发部冬奥系统平台建设,提供规范化的研发成果产品数据;开展冬奥中长期气候趋势预测技术和气象风险评估技术,以及环境气象预报技术研究。这些工作的开展将形成复杂地形冬奥气象立体监测、精细化预报预测、智慧气象服务等科研成果,为冬奥气象服务保障提供科学支撑。

根据《计划》,气象部门将瞄准国际先进水平,在北京、延庆、张家口赛区及周边现有基础上进一步完善,建成满足需求的立体气象观测网,实现对赛区风向、风速、温度、相对湿度、气压、降水量、雪深、能见度等要素的综合采集。届时,延庆赛区及周边平均站距将达到3.45公里,张家口赛区及周边平均站距达6.6公里,赛场气象要素观测时效可达分钟级。

中国气象局高度重视冬奥气象服务工作,举部门之力开展筹备工作:印发《2022年冬奥会气象服务筹备工作方案》,成立由中国气象局领导牵头,中国气象局机关职能司室、直属业务单位以及北京、河北等省、直辖市气象局参加的冬奥气象服务领导小组,统一领导和指挥冬奥气象服务行动;中国气象局领导多次赴延庆、张家口,检察推进冬奥气象服务保障工作进展;领导小组成立以来多次召开会议,制定出台《冬奥气象服务2018年重点工作任务和分工》等有关文件,统一部署、协调、落实与冬奥气象服务有关的各项工作。

国家冬季两项中心冬季夜景效果图。 张家口市冬奥办供图

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据悉,冬奥赛区及周边气象观测网的建设将以“一网多能”“一站多用”为重要原则,确保观测布局和功能科学合理。气象部门将通过运用大数据、物联网技术实现设备间互联互通,提升观测站网智能化水平。

成立于去年6月的冬奥气象中心,以京冀气象部门为主体、国家级业务单位为支撑,统筹全国气象部门业务技术力量,广泛吸纳有关部门和国内外高校、科研机构专家参与。目前,该中心已全面进入面向赛时的气象保障筹备状态,与冬奥组委建立定期沟通协调工作机制,明确了首席气象联络官,联合推进气象分析和数据管理等工作;制定了《冬奥气象中心工作规则》,管理制度、决策程序进一步完善。

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强调实战,根据需求精准提供气象服务产品9月7日,河北冬奥气象预报服务团队制作发布了2018-2019年冬训第一份冬奥站点气象预报。为提高冬奥气象预报准确率,加强团队预报能力,河北冬奥气象预报服务团队分成两组,每周五轮流制作发布冬奥站点气象预报。北京冬奥组委可实时通过网站查询了解由河北冬奥气象预报服务团队制作的冬奥站点气象预报。从去年12月起,2022年冬奥会和冬残奥会气象中心河北赛区气象预报服务核心团队分两批进驻张家口崇礼区进行实战训练。这些由国家级首席气象预报员坐镇、抽调河北省青年业务骨干组成的队伍,将承担冬奥会赛场气象服务的重任。张家口市气象台副台长郭宏是该团队的一员。他说,冬奥会赛事气象保障的预报环境比较特殊,而国内关于山地气象学方面的理论着作不多,更多需要向国外学习。为啃下一批全英文的理论着作,团队成员轮流翻译并按主题备课,相互讲解,以深化学习。集训期间,团队成员每天都要开展实战训练,检验各类预报模式、分析历史数据,每天制作两次精细至赛道的气象服务产品。“气象服务产品包括各赛道未来24小时内的逐小时预报和未来三天内的逐3小时预报,还要对预报产品进行检验。”郭宏介绍。既然强调实战,团队在集训期间也要保障在崇礼举行的各项雪上赛事。2017年12月,国际雪联自由式滑雪空中技巧及雪上技巧世界杯赛、自由式及单板滑雪U型场地世界杯赛在崇礼举行。团队所提供的赛场气象服务得到组委会、各国教练员和运动员的充分认可。夺得女子空中技巧亚军的中国国家队选手徐梦桃,更是为精准的风力风速预报积极点赞。2022年冬奥会开幕前,每年都会在崇礼举行集训活动。“对预报员来说,能参与冬奥会服务保障,是荣誉,也是提升能力的机遇。”省气象台首席预报员李江波说,集训是一场考验耐力的“越野滑雪赛”,要求参与人员必须克服各种困难。加强人工影响天气能力建设,实现飞机增雨雪作业全天候调度近日,在我省人工影响天气办公室的大屏幕上,人工影响天气地基观测系统示意图上显示着各式各样的设备图标:3部移动式X波段双偏振雷达、49部激光雨滴谱仪、3部地基微波辐射计、2套雾滴谱仪、12部小型作业指挥雷达、56部GNSS/MET站等。近年来,我省加大人工影响天气监测基础设施建设力度,各类专业、精细的现代化装备相继应用,逐步建成时空密度适宜、布局合理的人工影响天气综合监测网,为提高人工影响天气动态监测能力奠定了基础。紧跟服务需求,在适当天气条件下开展人工增雨雪、防雹等人工影响天气作业,利用科学高效的作业指挥系统部署作业过程,能够在服务农业生产、缓解水资源短缺、改善生态环境和重大活动保障等领域发挥重要作用。我省气象部门从空基、地基、指挥、科研四个维度建立了现代化的人工影响天气装备体系。这套体系使人工影响天气工作可以在增雨增雪防雹、森林防火、保障重大活动等方面发挥至关重要的作用。河北省人工影响天气办公室主任李宝东介绍,我省将在张家口赛区周边地区布设20部火箭作业装置和20部山地碘化银炉,增加部分火箭发射系统。建设冀西北飞机增雨基地,基本具备满足飞机停场和设备发生器维护等综合保障能力,开发建立人工影响天气作业指挥平台,实现飞机增雨雪作业的全天候调度、指挥。开展张家口赛区周边山区冬季降雪云系的宏观微观结构特征与降雪形成发展的概念模型研究,开展规模化地空联合增雪作业试验。 (记者 马彦铭 通讯员 谢 盼)

值得一提的是,志愿者观测也将成为赛区气象观测网的有益补充。在北京冬奥组委统一安排下,冬奥测试赛即将启用此类观测。在经过专业培训后,赛区气象志愿者将利用手持自动观测设备,现场监测并回传雪温、雪深等气象数据。

作为筹备工作的重中之重,冬奥气象团队建设进展显着。自去年11月以来,京冀两地冬奥气象预报团队共有22人深入延庆、张家口赛区开展冬训,模拟预报赛区天气,积累山区天气预报经验;冬训期间,团队成员观摩国际雪联多项赛事,现场学习冬季雪上项目服务技巧。在平昌冬奥会筹备及举办期间,冬奥气象中心还组织业务科研人员赴韩国观摩气象服务情况,同步分析天气影响,进一步增强了对冬奥气象服务筹备工作的系统性认识。

5月10日,张家口崇礼,建设中的国家跳台滑雪中心。 记者 赵 杰摄

“赛区气象观测网只服务冬奥,还将惠及‘后冬奥’时代,实现可持续利用。”中国气象局冬奥气象中心主任姚学祥表示,观测系统的设计规划在考虑冬奥气象服务需求的同时,还将考虑冬奥会结束后冰雪经济气象保障服务的需求,充分发挥气象观测系统的“奥运遗产”效应。

围绕冬奥气象预报“百米级、分钟级”的精细化要求,气象科技攻关力度进一步加大。在北京,气象部门推进快速更新多尺度分析和预报系统研究,重点加强延庆、张家口赛区100米、10分钟更新的短时预报产品研发,复杂地形冬季气象服务技术研究、快速更新精细化短临数值预报技术与应用研发等课题进展顺利;在河北,省气象局启动了冰雪运动气象专项预报及智能化气象服务技术研究,并成立三支预报服务创新团队,加强对精细化预报、环境气象、交通气象等预报服务的技术攻关。

五月的崇礼,春风和煦,万物复苏。

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