北京冬奥会气象服务盘点系列报道之磨利冬奥气象预报的“金刚钻”
在北京2022年冬奥会期间，冬奥气象工作者磨利科技“金刚钻”，助力做好服务保障“瓷器活”，为冬奥会铺上最亮眼的气象科技底色。
直面难题——
200余名科研人员贡献智慧
冬奥气象科技的力量，发轫于多年的积淀。在2018年，由北京城市气象研究院牵头，河北省气象台、国家气象中心（中央气象台）、北京市气象台、中国气象局公共气象服务中心等15家科研与业务单位联合攻关，200余名科研业务骨干参与研发和应用试验的项目——国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项“冬奥会气象条件预测保障关键技术”正式立项。
“大家献策献智，聚焦冬季山地高分辨率气象探测、预报和服务关键科学技术开展研发和示范应用，为冬奥会气象保障服务提供核心科技支撑。”项目负责人、北京城市气象研究院副院长陈明轩说。
最初摆在他们面前的难题，一个接着一个。冬奥会约七成是室外项目，赛程安排、赛事举办、观赛、交通、媒体转播等诸多环节都与气象条件密切相关。以在延庆赛区举办的高山滑雪项目为例，虽然每位运动员从出发到结束只需一至两分钟，但赛道垂直落差近900米，每个赛段瞬息万变的风速、风向都可能影响运动员的发挥，甚至威胁其人身安全。
“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。”陈明轩坦言，没有可复制的科技成果和预报经验，“且这种条件下的小尺度山地气象监测预报，是国际上尚未解决的难题之一。”
更何况，冬奥气象服务对时空分辨率要求极高，比如需要未来10天的百米级分辨率预报。但从大气可预报性的角度来说，分辨率越高，预报时效越长，预报难度就越大。
自主可控的科研成果，给了气象服务保障巨大支撑。齐心协力、全力以赴之下的冬奥气象团队硬是啃下了时空分辨率要求极高的预报这块“硬骨头”。
不负众望——
首次实现“百米级、分钟级”预报
“‘百米级、分钟级’预报技术通俗来说，就是赛区范围内，每隔100米的水平距离，就可以获取到精细的天气预报；每隔10分钟，都会将最新的观测资料融合集成，并更新未来0至24小时的精细预报。”陈明轩说。
往届冬奥会，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。我国常规的高精度数值天气预报模型的网格分辨率最高是3公里，部分发达地区的网格可达1公里，时间更新频率基本是1小时或3小时。
气象部门在延庆、张家口赛区连续4个冬季开展加密观测试验，第一次在我国中纬度山区复杂地形下开展冬季中、小、微尺度三维气象观测试验及分析研究，获得更加细致的天气数据，成为冬奥气象服务和精细化气象预报技术研发的重要支撑，并促进了我国山地气象学研究进展。
这背后是冬奥气象人的不懈努力——
前方，预报团队到赛区追风捕雪，实地观测感受天气变化特征；后方，科研团队深化机理认识，探寻赛区中、小、微尺度风场等关键气象要素预报的复杂性与影响机制，建立供预报团队参考的赛区风、温度、降雪、降水相态、大雾等高影响天气预报关键指标和预报概念模型。
近四年的科技攻关，研发出多源气象数据快速集成融合、实时大涡数值模拟预报、人工智能气象预报等关键技术方法，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，实现了冬奥山地赛场的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，多项技术填补了国内空白，核心技术完全自主可控。
“高精度预报的空间网格分辨率最高能达67米。”陈明轩介绍，人工智能预报技术也首次在冬奥气象预报中应用，通过对海量气象观测数据和数值天气预报数据再解读，对客观气象预报再订正，进一步提升了冬奥气象预报的精准度。
拭目以待——
冬奥气象“财富”将造福千家万户
2月19日，因大风天气，原计划19日上午举行的高山滑雪混合团体比赛，延期至20日9时并最终顺利举行；2月16日，国家越野滑雪中心，由于低温天气，原定17时至20时20分举行的越野滑雪女子和男子团体短距离资格赛和决赛，提前于18时20分完成比赛……根据精准的气象预报，冬奥会期间，多项赛事进行调整并顺利举行。
“一流的气象服务保障。”北京冬奥组委副主席杨树安给予高度评价。
“Amazing（很棒的）”“Helpful（有帮助的）”“Professional（专业的）”……来自国际雪联技术代表等各方一致赞誉。
“目前，冬奥会气象条件预测保障关键技术项目已纳入世界气象组织高影响天气预报示范项目，可为国际高影响天气高精度预报技术研发和应用提供中国经验。”陈明轩说，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、解决方案等，还能在气象预报服务精准度提升、重大活动保障、大城市安全运行、极端灾害天气应对等方面发挥重要支撑作用。
不仅如此，冬奥气象科技成果既可用于国内冰雪运动气象保障，促进冰雪产业配套服务能力提升，还能助力新能源开发和应用，为国家能源结构低碳化、推动“双碳”目标愿景实现贡献气象力量。（作者：叶芳璐 责任编辑：张林）
