大型運動會天氣預報背后的“黑科技

陳明軒

“7月28日的成都天氣真的開掛了，藍天白云迎接大運會開幕！”這是今年的一條微博熱搜。為什么大家會對此感到震撼呢？因為大運會開幕前天氣并不好，正值我國防汛關鍵期，短時強降水、雷暴大風、高溫等高影響天氣多發頻發。

一般來說，重大活動的氣象服務保障與精準氣象預報服務有兩種：第一種是以固定的時間來安排，比如，建黨一百周年相關慶祝活動，應盡可能安排在7月1日。當天需要根據精準氣象預報，盡量把活動安排在天氣影響比較小或沒有影響的時間段。另一種是非固定時間，給一個時間段，由舉辦地來根據當地天氣氣候特點選具體的時間。

例如，2008年北京夏季奧運會，比賽日期計劃定在2008年7月25日至8月10日。考慮到北京夏季7月天氣悶熱潮濕，發生大雨、高溫悶熱等災害性天氣的頻率較高。8月8日前后是立秋，天氣逐漸涼爽，中國氣象局便建議在這個時間段舉辦夏季奧運會。

不管固定還是非固定時間，都需要依靠精準的天氣預報。

2022年北京冬奧會氣象服務，需要做到“百米級、分鐘級”天氣預報，這就遠遠超出國際最先進數值天氣預報技術所能達到的能力。

冬奧會大約有70%的項目都是雪上項目，而且都在室外地形比較復雜的山區舉辦，氣象條件非常復雜，山腳、山腰、山頂的風、溫度，可以說是千差萬別，真正的“百米不同天”。戶外賽事里，天氣變化生死攸關。高山滑雪、高山滑降項目風速風向稍有變化，都會對運動員下滑過程中身體姿態、平衡等產生巨大影響，不僅關乎比賽成績，甚至關乎運動員的生命安全。

高山項目比賽，陣風超過8級就必須無條件終止；跳臺滑雪比賽，陣風風速一般不能超過4米每秒。必須針對不同場次和項目，提供“一場一策”甚至“一項一策”的精準氣象預報服務。

北京的氣候條件相對比較特殊，北京冬奧會是近20年內唯一一次在大陸性冬季風主導的氣候條件下在內陸地區舉辦的冬奧會，我們幾乎沒有預報經驗可以借鑒。

面對這一世界性的預報難題，氣象部門建設成了“三維、秒級、多要素”氣象觀測監測體系，開展了一系列的加密觀測試驗研究。在北京及周邊新建和改造各類探測設施140多套，首次實現賽道“秒級風”監測。整座大山中，都有了我們的“氣象哨兵”。當風吹起來的時候，雪花飄落，無論什么氣象要素，在任何時間有任何動向，都逃不過氣象觀測設施的“火眼金睛”。

我們還利用人工智能技術，結合最新研發的高精度數值天氣預報模式，以及包括人工智能在內的多項算法，將延慶賽區、張家口賽區以及北京賽區的時空分解成100米×100米的網格，在冬奧歷史上首次實現了“百米級、分鐘級”天氣預報。

“百米級、分鐘級”氣象預報技術以及人工智能氣象預報技術首次在國際冬奧氣象保障中獲得高效集成應用，推動了新技術應用和我國山地條件下精準預報能力不足問題的解決，促進了我國山地氣象學的研究進展。

“天有不測風云”，未來，我們可能面臨各種各樣的極端天氣挑戰，也要迎接空間精細到十米級、米級，甚至時間精準到幾分鐘、幾十秒的“窗口期”的預報，唯有加強基礎研究、加大科學試驗力度、用好數值預報模式和人工智能技術，實現“雙輪”驅動，才能吃好“靠天”這碗飯。

丫丫//摘自科普中國星空論壇，本刊有刪節/