編者按:

奮進的中國再度點燃激情與夢想的圣火，世界翹首以待的北京冬奧會將于2022年2月4日開幕。

“水立方”變身“冰立方”、“百米級、分鐘級”精準氣象預報、國家速滑館世界跨度最大的單層雙向正交馬鞍形索網屋面、5G信號覆蓋所有場館、8K比賽畫面實時傳輸……科技冬奧是北京2022年冬奧會和冬殘奧會的主要特色，是體現我國綜合國力的舞臺，更是實現高水平科技自立自強的舞臺。

中國科協網開設“科技奧運的背后故事”專題，挖掘冬奧高科技的幕后故事、幕后英雄，展現中國科協所屬全國學會及廣大科技工作者在“科技冬奧”中的拼搏、奉獻、創新、超越，記錄科技工作者助力北京冬奧冰雪史詩的感人故事。

北京2022年冬奧會、冬殘奧會期間，賽場上會不會下雪？風會刮多大？如何把未來的天氣情況更快、更準確交給奧組委？

別擔心！中國氣象學會城市氣象學委員會委員、北京城市氣象研究院副院長陳明軒帶領團隊開展的“冬奧會氣象條件預測保障關鍵技術”，研發形成了自主可控的冬奧“百米級”天氣預報技術體系，首次實現“百米級、分鐘級”業務天氣預報能力。

陳明軒是一名氣象領域的“老兵”。十幾年前，國內的高分辨率數值模式還沒使用天氣雷達資料，只能進行1天至3天的天氣預報，而客觀自動的精細短臨預報業務系統幾乎是空白。陳明軒等一批年輕人決心解決客觀自動短時和臨近預報技術問題。

初出茅廬的陳明軒被兩次派往美國國家大氣研究中心（NCAR）進行中長期訪問交流，并與國際知名機構開展了長期深度合作和聯合研發，趕在2008年北京奧運會前，搭建起北京自動臨近預報系統（BJ-ANC）和北京快速更新循環數值預報系統（BJ-RUC），在北京地區首次實現了應用新一代天氣雷達等多源數據的客觀自動臨近預報，以及快速同化多源局地數據的高分辨率數值預報。這些成果為2008年北京奧運會的成功舉辦提供了很好的支撐。

“我很榮幸。作為科技工作者既能參加夏季奧運會氣象保障，又參加了冬季奧運會氣象保障?！标惷鬈幦硇耐度氲?022北京冬奧會的氣象服務工作。

自承接“冬奧會氣象條件預測保障關鍵技術”項目以來，陳明軒就進入了“連軸轉”的節奏?！叭蝿罩?、難度大、責任大”，讓陳明軒和團隊不敢有絲毫的放松。

科研人員在賽場開展實驗

與夏季奧運會項目多在體育場館內舉行不同，作為冬奧會“重頭戲”的雪上項目多在室外山區舉行。冬奧會山地雪上項目賽程安排和賽事舉辦，以及觀賽、救援等外圍保障服務，都與氣象密切相關。在比賽期間，除了運動裝備、運動員自身水平外，風速、風向、溫度、濕度、能見度及雪質等自然條件的差異，將直接影響賽程安排以及運動員的比賽成績、比賽安全。

“工作是必須到山上去的?！睘榱双@取更精準的數據，陳明軒和團隊經常駐守在冬奧所在的場地里?！半m然很苦很累，尤其是到了晚上，氣溫下降得很快。但我們團隊沒有一個人退縮?！?/p>

精細氣象預報系統

“北京冬奧會是近20年來唯一一次在大陸性冬季風主導的氣候條件下舉辦的冬奧會?！标惷鬈幗榻B，大風多、干冷的氣候特征決定了北京冬奧會的首要特殊難題就是山地小尺度的風和溫度的精密監測、精準預報，這也是國際上尚未解決的氣象難點問題之一。

圍繞氣象條件預測保障，陳明軒帶領團隊經過近4年的科研攻關，推動北京冬奧會氣象服務保障難題實現了突破。

“氣象部門在3個賽區布設了441套各類探測設施，大幅提升冬奧會各類關鍵氣象要素的監測精度。不僅如此，項目團隊還在延慶和張家口賽區布設了多套激光測風雷達?！标惷鬈幗榻B。

通過冬奧會雪上項目賽區（延慶海陀山、張家口崇禮）立體氣象加密觀測試驗，研究團隊首次在我國中緯度山區復雜地形下開展冬季中、小、微尺度三維氣象系統性的觀測試驗與分析研究，實時獲取精細氣象觀測數據，形成加密科學觀測試驗數據集。

“賽區高精度氣象探測數據的成功獲取，使解決山地氣象精密監測難題有了冬奧方案?！标惷鬈幧罡凶院?。

此外，通過多源稠密氣象資料快速融合、高精度數值天氣預報、機器學習和深度學習等氣象應用新技術方法的研究開發，打造了覆蓋延慶和張家口賽區1萬平方公里范圍內百米網格、10分鐘更新的冬奧會關鍵氣象要素預報產品，大幅提升了冬奧會復雜地形賽場關鍵氣象要素0——24小時預報準確率。

“也就是說，在百米網格范圍內，我們可以做到10天范圍內、每1個小時開展一次精準的氣象預報?！标惷鬈幈硎?。

科研人員在野外開展實驗

2021年11月6日，北京迎來當年冬天的初雪，級別達到了暴雪量級；此后，北京遭受了一波接一波的寒潮“侵襲”。但冬奧會開賽前的最后一次全方位測試活動并未受到影響，兩地三賽區的8個競賽場館按計劃穩步進行了10項國際賽事、3個國際訓練周和2項國內測試活動。這背后，冬奧氣象服務保障工作功不可沒。

“能兩次為奧運服務，使命光榮?！标惷鬈幧钋榈卣f，作為中國氣象科技工作者，一定不辜負祖國和人民的期望，不負重托不辱使命，全力以赴為北京冬奧會和冬殘奧會保駕護航，期待非凡、卓越的冰雪盛會不斷綻放精彩。

中國科協信息中心供稿

責任編輯：張達