• 當前位置:首頁 > 科技創新

    精研賽場氣象特征 力求預報最優解法
    透視“冬奧崇禮賽區賽事專項氣象預報技術”項目

    發布時間:2021年05月31日 來源:中國氣象報社

      北京冬奧會崇禮賽區位于大陸性季風氣候區,氣溫、降水年際差異較大,其所屬地形山連山、溝套溝,局地小氣候也極其復雜。

      國家重點研發計劃“科技冬奧”專項“冬奧崇禮賽區賽事專項氣象預報技術”(簡稱冬奧專項)于2019年8月啟動,由河北省氣象臺聯合中國科學院大氣物理研究所、張家口市氣象局和河北省氣象科學研究所共同完成。該專項結合崇禮氣象特征,從精細化賽場氣象特征研究、“分鐘級、百米級”預報分析模式、智能冬奧客觀預報系統、智慧賽事服務模型四個方面開展研究,著力解決賽事氣象預報難題。

      聚焦百米、分鐘級的競賽服務要求

      在2月份舉辦的北京冬奧會測試活動正賽期間,河北賽區氣象服務團隊提前預報出大風過程,冬奧團隊根據預報結果備好應急預案,原定三項比賽均延期舉行。

      雪上賽事受氣象條件影響很大,冬奧專項項目負責人、河北省氣象臺臺長連志鸞介紹,“冬奧專項通過靜態數據更新、模式初值優化、多層嵌套、動力降尺度、參數改進等方法,構建了冬奧會河北賽區百米級監測和預報子系統(簡稱子系統)?!?/p>

      子系統同化了自動站、探空觀測、微波計、雷達、衛星等多源觀測資料,進一步輸出百米級格點實況場,實現均一網格監測分析;還增加了WRF中尺度天氣模式模塊,融合同化分析場的中尺度預報,從而得到覆蓋京津冀的中尺度數值預報場;利用CALMET模式對賽場及其周邊區域再進行動力降尺度,使模式空間分辨率達50米,時間分辨率達15分鐘,極大提升冬奧會精細化氣象保障能力。

      在日常訓練中不斷完善

      通過冬奧專項,河北省氣象部門在在崇禮成功研發了溫度、風向、風速等氣象要素客觀預報方法,完成了張家口賽區冬奧高影響天氣個例庫建設,構建了張家口賽區百米級監測和預報子系統。

      從2019年開始,這套監測和預報子系統為國際雪聯等多家雪上賽事機構提供了氣象服務,積累了豐富的賽區氣象預報數據資料。

      河北賽區氣象服務團隊在崇禮駐訓期間,建立了“冷湖效應”“夜間升溫”“地形降雪”等山地天氣預報模型,在此基礎上開展賽區高影響天氣精細化模擬,通過對典型個例的模擬和敏感性試驗,揭示山地天氣中小環流特征以及變化發展規律,增強預報員對賽區典型天氣的了解和認識。

      基于多模式集成偏差訂正、機器學習、MOS等技術,研發了溫度、風向、風速等氣象要素客觀方法,并對各類預報效果進行檢驗分析;構建賽道高溫融雪、強降雪、降雨、大風、沙塵暴等高影響天氣風險預報模型,綜合賽事風險等級與高影響天氣分級,建立賽事用雪風險分級預警方案。建立不同天氣下賽道雪質和人工造雪影響閾值體系,并對不達標的賽段和時段發布預警。

      可靠性在實戰中得到檢驗

      今年測試活動期間,河北賽區經歷了大風降溫、明顯升溫、沙塵、降雪、低能見度、冰凍等幾乎所有可能對賽事造成高影響的天氣,在惡劣天氣下實現了高影響天氣“零漏報”,服務保障“零差錯”。

      依托冬奧專項,冬奧服務團隊還建立了針對張家口賽區復雜地形和雪上項目專項預報需求的高分辨數值預報系統,從2月6日開始一天兩次提供全要素的氣象精細化客觀產品,提前4天預報測試活動開賽第一天的大風降溫天氣過程,對后續大風、高溫融雪等天氣均預報準確。

      各類預報方法在實戰中均有不俗表現,基于機器學習逐小時降水預報方法對云頂場館群晴雪準確率為96.5%,其中對降水時次的命中率為100%;古楊樹場館群晴雪準確率為96.8%,對降水時次的命中率為 83.3%。

      “接下來,我們將結合測試活動各個客觀方法的表現,完善動態偏差訂正、多模式集成以及機器學習等各類客觀預報技術,重點提升短臨客觀預報方法,并實現接入集成到河北冬奧專項預報預測系統以及冬奧多維度預報平臺中,確保賽時賽區氣象保障服務達到最優效果?!边B志鸞說。

    (作者:張亞男 馬洵 買文明 責任編輯:郝靜)

    掃一掃分享至朋友圈

    天天爱天天做天天爽歪歪,天天操天天干,天天干天天日