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冬奥会气象条件预测保障关键技术项目取得重要进展成果应用意义凸显

日期:2021-03-25 08:27:13

随着北京冬奥会开幕进入一周年倒计时,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”备受关注。

这个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,科研业务骨干200余人参与研发和应用试验的项目,旨在通过对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,是气象部门集各自所长、聚多方合力的重要履职担当。

多方面取得重要进展

2018年8月,“科技冬奥”重点专项“冬奥会气象条件预测保障关键技术”立项实施,历时两年多,在2020年9月迎来中期考核评估。

中期报告显示,该项目在冬奥气象立体加密观测试验研究、冬奥高影响天气高精度分析研究、冬奥气象智能服务及风险预警技术研 发等方面取得重要进展,并在冬奥前期筹备、预报员冬训及冬奥测试赛气象服务中获得实际应用。项目及各课题研发工作进展顺利,均按计划圆满完成中期研发任务,达到中期考核指标要求。

据担任项目负责人的北京城市气象研究院副院长、研究员陈明轩介绍,针对高影响天气监测精密、预报精准和服务精细,是冬奥会成功举办的最重要条件之一。根据北京冬奥组委和国际奥委会的冬奥保障需求,气象部门要为北京2022年冬奥会赛场、赛道、转场交通通道及其他关键区域提供高精度的气象监测、预警预报及赛事专项服务产品。为此,项目团队精细分类、重点突破,主要在冬奥气象外场加密科学试验、冬奥气象0至24小时高精度预报体系、冬奥气象24至240小时无缝隙天气预报体系、冬奥气象0至240小时无缝隙定点预报及风险预警体系、冬奥气象专项服务产品体系等五个方面集中发力,并取得重要成果。

项目团队通过冬奥山地赛区立体加密观测试验,开展山地赛区中、小、微尺度三维气象场特征分析研究,建立冬奥复杂地形下多种高影响天气高精度预报概念模型和关键指标。团队自主研发的快速集成与无缝隙融合预报技术体系和预报系统,可提供复杂地形下100米网格、10分钟更新的冬奥关键气象要素0至24小时高精度实况分析和预报产品。以GRAPES模式为核心,建立冬奥24至240小时无缝隙客观天气预报技术体系,为冬奥短中期气象预报服务提供“自主可控”的关键科技支撑。

项目团队还结合机器学习、大数据挖掘等技术方法,在高精度短临客观预报和多尺度数值预报的基础上,研发形成冬奥关键点位0至240小时无缝隙定点气象预报和赛事气象风险评估预警体系;构建以人工智能和大数据挖掘为核心的冬奥气象智能服务技术体系,形成面向冬奥气象服务的智能化图文表加工、智慧气象服务虚拟现实可视化推演、交通气象和直升机救援等专项气象服务关键技术成果。

成果应用示范意义凸显

陈明轩介绍,助力北京冬奥会实现“精彩、非凡、卓越”的目标,项目团队为满足北京冬奥组委“一项一策”气象保障及国际奥委会举办现代冬奥会的刚性需求提供了核心科技支撑。时值三月,伴随冬奥会开幕进入倒计时一周年的脚步,项目各项成果的重大应用示范意义也越来越凸显。

项目构建了北京冬奥会0至10天无缝隙气象预报服务保障体系的科技核心,实现了我国现代气象预报和智能化气象服务与国际重大体育赛事深度融合的示范应用模式,为国际大型体育赛事气象保障服务科技支撑提供了中国经验;率先在国内研发构建的复杂地形下“百米级”快速集成与无缝隙融合预报技术,对多源稠密气象探测资料和多模式预报数据的综合应用能力及精细气象预报水平的提升起到促进作用;系统性地将机器学习和大数据挖掘等人工智能新技术,应用于复杂地形下0至10天的定时、定点、定量气象预报和专项气象服务,可为国际上类似应用提供有益借鉴。

当下,项目成果逐步实际应用,预期经济社会效益也较为显著。项目团队形成的《北京2022年冬奥会和冬残奥会赛区气象条件及气象风险分析报告》已提供给冬奥团队和北京冬奥组委。项目团队核心技术成果和形成的产品,已在冬奥预报团队冬训和前期冬奥测试活动中获得试验应用,并直接应用于今年2月的“相约北京”系列体育赛事活动气象服务保障。

“项目研发成果将弥补我国冬季小尺度山地气象监测、预报、服务的不足,核心技术研发保持与国际先进技术接轨,对我国冬季山地天气精细化观测特征技术研发具有示范意义。”陈明轩说,相关科研和技术成果为冬奥气象高质量保障和服务的同时,也将为未来国内重大活动气象保障提供范例,并适时推广应用于其他冰雪运动气象服务保障中。(来源:《中国气象报》2021年3月25日三版)