高精尖氣象雷達“把脈”賽場天氣
這兩天,受天氣影響,北京冬奧會相關賽事進行了延期調整,在冬奧會所有比賽項目中,雪上項目占到了60%。跳臺滑雪、高山滑雪等都極具速度和技巧,氣象對運動員的影響很大。
在北京冬奧會上,“百米級”“分鐘級”的氣象系統(tǒng)確保了賽事的順利進行,那么這些賽事背后的高科技產品是如何監(jiān)測天氣?
北京冬奧會是冬奧會歷史上首次在大陸性季風氣候帶舉辦,對氣象服務保障的要求十分嚴苛。雪上競賽場館大多處在地形復雜的山區(qū),易發(fā)生雨、雪、霧等自然現(xiàn)象,使賽場能見度降低。為此,科研人員首次將毫米波云雷達使用到了冬奧會賽場。
航天科工集團二院23所高級工程師 孔龍時:如果冬奧會(賽場)里邊下雨下雪,對于雪橇滑雪等賽事都會有極大的影響。路都看不清楚了,對于運動員的安全絕對是個極大的隱患。毫米波云雷達能夠通過天氣目標反射回來的信號強弱,判斷出當前是否有雪。
毫米波測云雷達,是目前實現(xiàn)云精細化探測最有效的裝備。從2014年開始,它就在延慶和張家口賽區(qū)上崗,它通過分析云的含水量、空間位置、形狀、尺寸等信息,對低云、大霧等低能見度天氣實時監(jiān)測,提供預警。
航天科工集團二院23所高級工程師 孔龍時:通過連續(xù)24小時獲取(比賽)現(xiàn)場周邊的一些天氣的回波信號,像云、霧這種極弱的天氣目標也能夠進行探測,能夠實時監(jiān)測周邊的云雪。
"秒級"風監(jiān)測 保證冬奧測風數據準確性
除了氣候環(huán)境和能見度,冬奧賽場上,還有一個重要的影響因素,就是風。
本屆冬奧會上,首次做到了“秒級風”監(jiān)測,這又是如何做到的呢?
對戶外冰雪運動來說,風是影響很多項目的關鍵因素。在國家跳臺滑雪中心場館四周,建設了多個測風自動氣象站,跳臺滑道上也安裝超聲風傳感器,對風向、風速進行精準測量。
航天科工集團二院23所工程師 呂正華:自動氣象站它是可以實現(xiàn)(對風的)一個秒級的實時觀測,每秒采集一次數據,然后通過我們內置的采集器進行數據存儲,再通過4G網絡傳回我們的氣象保障中心,根據數據來判斷這個賽事是否可以順利進行。
一秒提取一個風向、風速數據,一分鐘打包上傳一次,最終可以呈現(xiàn)每分鐘60個風向、風速記錄。實現(xiàn)“秒級”風監(jiān)測預報。
除了自動氣象站,本屆冬奧會還使用了風廓線雷達,能連續(xù)、實時地探測距地面以上150米到6000米高度范圍內大氣的風速和風向,每6分鐘為賽區(qū)提供一組實時的風場數據,為氣象部門進行高山滑雪場、跳臺滑雪等項目計算雪道間的縱風、橫風的方向和大小提供數據服務。
高科技滿滿的雪上項目“剛需品”
除了剛才提到的兩個大家伙,在本屆冬奧會上,還使用了手持式的雪溫雪狀測試儀。它被冬奧賽場工作人員稱為雪上項目的“剛需品”。它又有哪些本領呢?
這就是手持雪溫雪狀觀測儀,研制人員告訴記者,這款為冬奧會專門定制的手持式便攜產品搭載了紅外測溫、激光測距、智能圖像等多種先進的高精度傳感器,能自動識別雪狀,并探測雪地實時溫度。
航天科工集團二院23所工程師 張亮:我們現(xiàn)在就來測一下旁邊雪狀和雪溫,我們現(xiàn)在開機,然后我需要按下這個鍵,然后來直接探測,可以直接通過這個界面來顯示出目前的雪狀。像現(xiàn)在已經是開始進行雪表面的算法,兩分鐘之內就可以測量出當前的雪狀和雪溫?,F(xiàn)在測得出來這個是殼狀雪,然后表面溫度是零下0.63攝氏度。
張亮告訴記者,最適合滑雪場的是冰狀雪。滑雪板劃過雪面后不會使雪面發(fā)生太大改變,減少對下一位選手比賽的影響,最大程度確保公平競賽。每次比賽前1小時和賽后1小時都會使用手持雪溫雪狀觀測儀對雪面進行多次測量并實時定位,在線地圖回看坐標數據,滿足賽場精細化觀測需求。
三顆“風云”衛(wèi)星搭建一體氣象網絡
除了地面這些氣象衛(wèi)士之外,還有一雙“眼睛”也在一刻不停地盯著冬奧賽場的風云變化,它就是遠在太空的風云衛(wèi)星。
本屆冬奧會,我國的3顆風云衛(wèi)星參與了直接氣象保障服務,與地面裝備一起,搭建起冬奧會天地氣象觀測網絡。
冬奧會期間,共有三顆風云衛(wèi)星直接參與冬奧服務。分別為風云4號的A星,風云4號B星和風云3號的D星。
國家衛(wèi)星氣象中心遙感應用服務中心主任 覃丹宇:風云4號的A星B星基本的功能就是對大氣里邊云的發(fā)展演變進行實時監(jiān)測,這也是我們天氣預報里邊非常關注的一個重點。(預報員)要了解云實時的變化、演變是不是跟預期的一樣,有可能突發(fā)性的發(fā)生一些云的突變,這樣的話我們就會相應采取一些應急措施。
三顆衛(wèi)星各司其職,相互配合,為賽場提供更全面的氣象支持。
國家衛(wèi)星氣象中心遙感應用服務中心主任 覃丹宇:這些藍色的都是一些比較高的冰云,下邊一些低層的水云我們也看得很清楚。這張圖看得更清楚一點,你可以看到很多細節(jié),卷云快速移動,有地表有積雪的覆蓋,有些冷空氣移到洋面都可以看得非常清楚。風云三號D星可以做一些地表溫度和積雪監(jiān)測,這樣的話我們配合起來一起使用,對氣象服務保障會有一個比較好的效果。
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