冬奧會首次實現(xiàn)“分鐘級”天氣預(yù)報

對天氣的精密監(jiān)測、精準(zhǔn)預(yù)報和精細(xì)服務(wù)，是歷屆冬奧會成功舉辦的重要因素之一。北京2022年冬奧會由于舉辦地氣候條件與往屆差異較大，更是面臨國際上尚未解決的多個氣象難點。

北京冬奧會延慶、張家口賽區(qū)位于山區(qū)，海拔高、溫差大，對于賽事氣象預(yù)報來說，會面臨山區(qū)復(fù)雜地形下“一天變四季”“十里不同天”的考驗，站點預(yù)報以及常規(guī)的網(wǎng)格插值預(yù)報難以滿足賽事保障需求。特別是雪上項目賽道風(fēng)場突變性強，太陽多曬一會兒，或一朵云飄過來，都會讓風(fēng)發(fā)生變化。

冬奧氣象科技攻關(guān)團隊歷經(jīng)四年攻關(guān)，自主研發(fā)多項關(guān)鍵技術(shù)，支撐北京冬奧會對氣象保障提出的“一場一策”“一項一策”要求，努力將客觀化、自動化的氣象預(yù)報做到“百米級、分鐘級”。

國家重點研發(fā)計劃“科技冬奧”項目（氣象）負(fù)責(zé)人、北京城市氣象研究院副院長陳明軒介紹，每個賽場的地形和小尺度山地氣象特征差異都很顯著，因此需要根據(jù)不同賽場的地形、氣象特點以及賽事舉辦安排等，進行針對性的氣象保障服務(wù)，這就是“一場一策”。另外，冬奧會不同雪上項目對氣象條件和潛在氣象風(fēng)險閾值的要求也不盡相同，因此需要根據(jù)不同賽事和賽程安排進行針對性的氣象保障服務(wù)，這就是“一項一策”。

“準(zhǔn)確的預(yù)報，來自于實地調(diào)研和多年冬訓(xùn)積累的經(jīng)驗、高精尖氣象探測設(shè)備，以及‘百米級、分鐘級’氣象預(yù)報等硬核技術(shù)的強力支持。”北京冬奧氣象預(yù)報團隊的預(yù)報員說。

為更好服務(wù)此次冬奧會，氣象部門首次在我國中緯度山區(qū)實現(xiàn)“超精細(xì)復(fù)雜山地三維、秒級、多要素”冬奧氣象綜合立體探測，包括地面自動氣象站觀測、測風(fēng)激光雷達(dá)的三維風(fēng)探測、云雷達(dá)的云探測，以及風(fēng)廓線雷達(dá)的垂直方向風(fēng)速風(fēng)向探測、微波輻射計的垂直方向溫濕度探測等。

北京冬奧會期間，我國氣象科技創(chuàng)新首次具備“百米級、分鐘級”精準(zhǔn)預(yù)報能力。往屆冬奧會期間，客觀氣象預(yù)報基本以千米網(wǎng)格為主，時間更新頻率是半小時至1小時；在國內(nèi)，目前高精度數(shù)值天氣預(yù)報模型的網(wǎng)格距最高是3公里，時間更新頻率基本是1小時或者3小時。“北京冬奧會高精度氣象預(yù)報的空間網(wǎng)格距最高是67米，時間更新頻次最高是10分鐘。精細(xì)化氣象預(yù)報達(dá)到了質(zhì)的飛躍。”陳明軒說。

高精度數(shù)值天氣預(yù)報模型、多源氣象數(shù)據(jù)快速集成融合模型、人工智能氣象預(yù)報模型等關(guān)鍵技術(shù)方法陸續(xù)研發(fā)成功，構(gòu)建了冬奧氣象“百米級”預(yù)報技術(shù)體系，實現(xiàn)了冬奧山地賽場的0至10天“百米級”網(wǎng)格氣象預(yù)報，以及冬奧關(guān)鍵點位0至10天定時、定點、定量氣象預(yù)報，多項技術(shù)填補國內(nèi)空白。

人工智能氣象預(yù)報技術(shù)是國際上第一次在冬奧會氣象服務(wù)保障中獲得應(yīng)用。“冬奧會氣象保障服務(wù)需要0至10天內(nèi)的高精度氣象預(yù)報作為支撐，既有的現(xiàn)代數(shù)值天氣預(yù)報模型和傳統(tǒng)的技術(shù)方法有時存在較大誤差。”陳明軒介紹，通過人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)，對海量的預(yù)報數(shù)據(jù)和氣象觀測數(shù)據(jù)進行“再解讀”，實現(xiàn)客觀氣象預(yù)報的“再訂正”，進一步提升了冬奧氣象預(yù)報的精準(zhǔn)度。