比賽日如何預(yù)測(cè)天氣？揭秘北京冬奧會(huì)上的“氣象衛(wèi)士”

高精尖氣象雷達(dá)“把脈”賽場(chǎng)天氣

這兩天，受天氣影響，北京冬奧會(huì)相關(guān)賽事進(jìn)行了延期調(diào)整，在冬奧會(huì)所有比賽項(xiàng)目中，雪上項(xiàng)目占到了60%。跳臺(tái)滑雪、高山滑雪等都極具速度和技巧，氣象對(duì)運(yùn)動(dòng)員的影響很大。

在北京冬奧會(huì)上，“百米級(jí)”“分鐘級(jí)”的氣象系統(tǒng)確保了賽事的順利進(jìn)行，那么這些賽事背后的高科技產(chǎn)品是如何監(jiān)測(cè)天氣？

北京冬奧會(huì)是冬奧會(huì)歷史上首次在大陸性季風(fēng)氣候帶舉辦，對(duì)氣象服務(wù)保障的要求十分嚴(yán)苛。雪上競(jìng)賽場(chǎng)館大多處在地形復(fù)雜的山區(qū)，易發(fā)生雨、雪、霧等自然現(xiàn)象，使賽場(chǎng)能見度降低。為此，科研人員首次將毫米波云雷達(dá)使用到了冬奧會(huì)賽場(chǎng)。

航天科工集團(tuán)二院23所高級(jí)工程師 孔龍時(shí)：如果冬奧會(huì)（賽場(chǎng)）里邊下雨下雪，對(duì)于雪橇滑雪等賽事都會(huì)有極大的影響。路都看不清楚了，對(duì)于運(yùn)動(dòng)員的安全絕對(duì)是個(gè)極大的隱患。毫米波云雷達(dá)能夠通過天氣目標(biāo)反射回來的信號(hào)強(qiáng)弱，判斷出當(dāng)前是否有雪。

毫米波測(cè)云雷達(dá)，是目前實(shí)現(xiàn)云精細(xì)化探測(cè)最有效的裝備。從2014年開始，它就在延慶和張家口賽區(qū)上崗，它通過分析云的含水量、空間位置、形狀、尺寸等信息，對(duì)低云、大霧等低能見度天氣實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，提供預(yù)警。

航天科工集團(tuán)二院23所高級(jí)工程師 孔龍時(shí)：通過連續(xù)24小時(shí)獲?。ū荣悾┈F(xiàn)場(chǎng)周邊的一些天氣的回波信號(hào)，像云、霧這種極弱的天氣目標(biāo)也能夠進(jìn)行探測(cè)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)周邊的云雪。

"秒級(jí)"風(fēng)監(jiān)測(cè) 保證冬奧測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性

除了氣候環(huán)境和能見度，冬奧賽場(chǎng)上，還有一個(gè)重要的影響因素，就是風(fēng)。

本屆冬奧會(huì)上，首次做到了“秒級(jí)風(fēng)”監(jiān)測(cè)，這又是如何做到的呢？

對(duì)戶外冰雪運(yùn)動(dòng)來說，風(fēng)是影響很多項(xiàng)目的關(guān)鍵因素。在國(guó)家跳臺(tái)滑雪中心場(chǎng)館四周，建設(shè)了多個(gè)測(cè)風(fēng)自動(dòng)氣象站，跳臺(tái)滑道上也安裝超聲風(fēng)傳感器，對(duì)風(fēng)向、風(fēng)速進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量。

航天科工集團(tuán)二院23所工程師 呂正華：自動(dòng)氣象站它是可以實(shí)現(xiàn)（對(duì)風(fēng)的）一個(gè)秒級(jí)的實(shí)時(shí)觀測(cè)，每秒采集一次數(shù)據(jù)，然后通過我們內(nèi)置的采集器進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，再通過4G網(wǎng)絡(luò)傳回我們的氣象保障中心，根據(jù)數(shù)據(jù)來判斷這個(gè)賽事是否可以順利進(jìn)行。

一秒提取一個(gè)風(fēng)向、風(fēng)速數(shù)據(jù)，一分鐘打包上傳一次，最終可以呈現(xiàn)每分鐘60個(gè)風(fēng)向、風(fēng)速記錄。實(shí)現(xiàn)“秒級(jí)”風(fēng)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)。

除了自動(dòng)氣象站，本屆冬奧會(huì)還使用了風(fēng)廓線雷達(dá)，能連續(xù)、實(shí)時(shí)地探測(cè)距地面以上150米到6000米高度范圍內(nèi)大氣的風(fēng)速和風(fēng)向，每6分鐘為賽區(qū)提供一組實(shí)時(shí)的風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)，為氣象部門進(jìn)行高山滑雪場(chǎng)、跳臺(tái)滑雪等項(xiàng)目計(jì)算雪道間的縱風(fēng)、橫風(fēng)的方向和大小提供數(shù)據(jù)服務(wù)。

高科技滿滿的雪上項(xiàng)目“剛需品”

除了剛才提到的兩個(gè)大家伙，在本屆冬奧會(huì)上，還使用了手持式的雪溫雪狀測(cè)試儀。它被冬奧賽場(chǎng)工作人員稱為雪上項(xiàng)目的“剛需品”。它又有哪些本領(lǐng)呢？

這就是手持雪溫雪狀觀測(cè)儀，研制人員告訴記者，這款為冬奧會(huì)專門定制的手持式便攜產(chǎn)品搭載了紅外測(cè)溫、激光測(cè)距、智能圖像等多種先進(jìn)的高精度傳感器，能自動(dòng)識(shí)別雪狀，并探測(cè)雪地實(shí)時(shí)溫度。

航天科工集團(tuán)二院23所工程師 張亮：我們現(xiàn)在就來測(cè)一下旁邊雪狀和雪溫，我們現(xiàn)在開機(jī)，然后我需要按下這個(gè)鍵，然后來直接探測(cè)，可以直接通過這個(gè)界面來顯示出目前的雪狀。像現(xiàn)在已經(jīng)是開始進(jìn)行雪表面的算法，兩分鐘之內(nèi)就可以測(cè)量出當(dāng)前的雪狀和雪溫?，F(xiàn)在測(cè)得出來這個(gè)是殼狀雪，然后表面溫度是零下0.63攝氏度。

張亮告訴記者，最適合滑雪場(chǎng)的是冰狀雪。滑雪板劃過雪面后不會(huì)使雪面發(fā)生太大改變，減少對(duì)下一位選手比賽的影響，最大程度確保公平競(jìng)賽。每次比賽前1小時(shí)和賽后1小時(shí)都會(huì)使用手持雪溫雪狀觀測(cè)儀對(duì)雪面進(jìn)行多次測(cè)量并實(shí)時(shí)定位，在線地圖回看坐標(biāo)數(shù)據(jù)，滿足賽場(chǎng)精細(xì)化觀測(cè)需求。

三顆“風(fēng)云”衛(wèi)星搭建一體氣象網(wǎng)絡(luò)

除了地面這些氣象衛(wèi)士之外，還有一雙“眼睛”也在一刻不停地盯著冬奧賽場(chǎng)的風(fēng)云變化，它就是遠(yuǎn)在太空的風(fēng)云衛(wèi)星。

本屆冬奧會(huì)，我國(guó)的3顆風(fēng)云衛(wèi)星參與了直接氣象保障服務(wù)，與地面裝備一起，搭建起冬奧會(huì)天地氣象觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)。

冬奧會(huì)期間，共有三顆風(fēng)云衛(wèi)星直接參與冬奧服務(wù)。分別為風(fēng)云4號(hào)的A星，風(fēng)云4號(hào)B星和風(fēng)云3號(hào)的D星。

國(guó)家衛(wèi)星氣象中心遙感應(yīng)用服務(wù)中心主任 覃丹宇：風(fēng)云4號(hào)的A星B星基本的功能就是對(duì)大氣里邊云的發(fā)展演變進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，這也是我們天氣預(yù)報(bào)里邊非常關(guān)注的一個(gè)重點(diǎn)。（預(yù)報(bào)員）要了解云實(shí)時(shí)的變化、演變是不是跟預(yù)期的一樣，有可能突發(fā)性的發(fā)生一些云的突變，這樣的話我們就會(huì)相應(yīng)采取一些應(yīng)急措施。

三顆衛(wèi)星各司其職，相互配合，為賽場(chǎng)提供更全面的氣象支持。

國(guó)家衛(wèi)星氣象中心遙感應(yīng)用服務(wù)中心主任 覃丹宇：這些藍(lán)色的都是一些比較高的冰云，下邊一些低層的水云我們也看得很清楚。這張圖看得更清楚一點(diǎn)，你可以看到很多細(xì)節(jié)，卷云快速移動(dòng)，有地表有積雪的覆蓋，有些冷空氣移到洋面都可以看得非常清楚。風(fēng)云三號(hào)D星可以做一些地表溫度和積雪監(jiān)測(cè)，這樣的話我們配合起來一起使用，對(duì)氣象服務(wù)保障會(huì)有一個(gè)比較好的效果。

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