大型运动会天气预报背后的“黑科技

陈明轩

“7月28日的成都天气真的开挂了，蓝天白云迎接大运会开幕！”这是今年的一条微博热搜。为什么大家会对此感到震撼呢？因为大运会开幕前天气并不好，正值我国防汛关键期，短时强降水、雷暴大风、高温等高影响天气多发频发。

一般来说，重大活动的气象服务保障与精准气象预报服务有两种：第一种是以固定的时间来安排，比如，建党一百周年相关庆祝活动，应尽可能安排在7月1日。当天需要根据精准气象预报，尽量把活动安排在天气影响比较小或没有影响的时间段。另一种是非固定时间，给一个时间段，由举办地来根据当地天气气候特点选具体的时间。

例如，2008年北京夏季奥运会，比赛日期计划定在2008年7月25日至8月10日。考虑到北京夏季7月天气闷热潮湿，发生大雨、高温闷热等灾害性天气的频率较高。8月8日前后是立秋，天气逐渐凉爽，中国气象局便建议在这个时间段举办夏季奥运会。

不管固定还是非固定时间，都需要依靠精准的天气预报。

2022年北京冬奥会气象服务，需要做到“百米级、分钟级”天气预报，这就远远超出国际最先进数值天气预报技术所能达到的能力。

冬奥会大约有70%的项目都是雪上项目，而且都在室外地形比较复杂的山区举办，气象条件非常复杂，山脚、山腰、山顶的风、温度，可以说是千差万别，真正的“百米不同天”。户外赛事里，天气变化生死攸关。高山滑雪、高山滑降项目风速风向稍有变化，都会对运动员下滑过程中身体姿态、平衡等产生巨大影响，不仅关乎比赛成绩，甚至关乎运动员的生命安全。

高山项目比赛，阵风超过8级就必须无条件终止；跳台滑雪比赛，阵风风速一般不能超过4米每秒。必须针对不同场次和项目，提供“一场一策”甚至“一项一策”的精准气象预报服务。

北京的气候条件相对比较特殊，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在内陆地区举办的冬奥会，我们几乎没有预报经验可以借鉴。

面对这一世界性的预报难题，气象部门建设成了“三维、秒级、多要素”气象觀测监测体系，开展了一系列的加密观测试验研究。在北京及周边新建和改造各类探测设施140多套，首次实现赛道“秒级风”监测。整座大山中，都有了我们的“气象哨兵”。当风吹起来的时候，雪花飘落，无论什么气象要素，在任何时间有任何动向，都逃不过气象观测设施的“火眼金睛”。

我们还利用人工智能技术，结合最新研发的高精度数值天气预报模式，以及包括人工智能在内的多项算法，将延庆赛区、张家口赛区以及北京赛区的时空分解成100米×100米的网格，在冬奥历史上首次实现了“百米级、分钟级”天气预报。

“百米级、分钟级”气象预报技术以及人工智能气象预报技术首次在国际冬奥气象保障中获得高效集成应用，推动了新技术应用和我国山地条件下精准预报能力不足问题的解决，促进了我国山地气象学的研究进展。

“天有不测风云”，未来，我们可能面临各种各样的极端天气挑战，也要迎接空间精细到十米级、米级，甚至时间精准到几分钟、几十秒的“窗口期”的预报，唯有加强基础研究、加大科学试验力度、用好数值预报模式和人工智能技术，实现“双轮”驱动，才能吃好“靠天”这碗饭。

丫丫//摘自科普中国星空论坛，本刊有删节/