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建言献策

做好冬奥会气象保障工作的建议

王庚辰

(中科院老专家咨询团)

“冬奥会气象保障”是咨询团智库基地的研究项目。为了了解冬奥会气象保障工作,前面做了调研工作。举办了“北京冬奥会气象服务保障”学术报告会,冬奥气象中心执行副主任、北京市局巡视员刘燕辉应邀作了题为“冬奥会气象服务与挑战”报告。他全面介绍了冬奥会气象保障工作的进展,讲述了冬奥气象分钟级、百米级的精细预报需求。冬奥气象中心现场预报服务组组长、北京市气象台副台长时少英高工应邀作了题为“冬奥预报技术及研究应用情况”报告,她从冬奥预报工作总体布局、目前冬奥预报服务业务开展的情况、存在的难点和挑战分析了山区地形复杂性,尤其是对局地到赛区的小尺度天气预报。12月咨询团又组织专家到延庆和张家口两个冬奥会场地参观调研,与当地气象局座谈,在现场了解了气象保障工作,尤其是场地气象预报工作。随后召开了“北京冬奥会气象保障”研讨会。会上有一个北京冬奥会气象保障工作的调研报告,中国气象局城市气象研究院陈明轩做了“冬奥会气象条件预测保障关键技术研发及进展”报告。从事气象和大气科学研究工作的近30位研究员(其中有9位在职)参加了研讨会。通过调研、报告汇和研讨会,提出如下专家意见。

一、关于召开山地复杂地形冬季小尺度气象服务研讨会的建议

(一)现状

 2022年北京冬季奥运会举世瞩目,这是世界上第一次在大陆性气候城市举办的冬奥会,中国政府承诺,把本届冬奥会办成一届精彩、非凡、卓越的奥运盛会。

 纵观历史,作为冰雪运动的大舞台,历届冬奥会也都曾不同程度地经受到了气象因素的困扰。冬奥会比赛项目因天气状况不佳而延期或取消的现象是经常会发生的,几乎已成为常态。北京冬奥会气象保障工作面临着复杂的山区地形、缺乏赛区气象观测资料、缺乏冬季山地气象预报经验和预报支撑系统等方面的问题。不仅如此,北京冬奥会要求实现“百米/分钟级”的天气预报,对赛场的这种小尺度的天气预报,在气象上来讲也是国际性的难题,气象保障工作挑战性之大可想而知。

尽管我国气象部门举全气象部门之力,已经开展了并将继续开展大量的工作,但由于冬奥会对气象保障工作的特殊需求和气象保障工作本身的复杂性和不确定性,要实现无缝隙网格智能预报业务仍面临很多科学和技术问题。

为此, 北京科协智库基地试点单位中科院老专家咨询团组织开展了对北京冬奥会气象保障工作的调研, 调研工作采取举办报告会、访问、座谈、现场考察和研讨会等形式完成。在此基础上对调研结果进行了分析,形成了调研报告并提出本建议。 

(二)问题

1、冬奥会雪上比赛项目都集中在山区进行,山区地形复杂,尤其是对局地赛区的小尺度天气预报,很难建立起预报概念模型。已有的区域资料分析和预报系统在赛区本地的运行结果与真实值会有较大的偏离,迫切需要发展复杂地形条件下多元数据融合及模式偏差订正等技术和方法。

2、山区地形复杂,小气候特征明显,赛场大气边界层结构参数时空变化大,给赛场的预报结果带来很大的不确定性。同时,赛场大气边界层结构参数变化资料的缺失会直接影响对模型预报结果的验证和订正方法的建立。

3、冬奥会赛事是在寒冷、多山地区举行,因此,出现严寒、大风等极端天气的几率很高,迫切需要科学、客观的评估冬奥会期间可能出现的异常天气和气象风险,并制定相应的应急预案。

4、目前已发展的精细化无缝隙的预报模型是否能实现赛区“百米/分钟级”的天气预报?在当前缺乏赛区大气边界层结构参数资料的情况下,如何验证模型预报结果的可靠性?

(三)建议

冬奥会的大部分雪上项目举办地延庆赛区的小海坨山和张家口赛区的崇礼区境内翠云山等都是名副其实的“山连山,沟套沟”地带,山形、地貌都很复杂,气象条件更是“十里不同天”。这种复杂的地形、多变的天气等因素会导致对赛区天气的分析和判断存在许多不确定性,进而使得赛区具有较高的气象风险。尽管我国有关部门在冬奥会气象保障方面已经并且将继续开展大量的工作,但是,天气变化对北京冬奥会的影响究竟会有多大? 对赛场(赛道)进行百米/分钟级的预报目标能否实现?冬奥会期间是否会有异常天气状况出现?等等,仍然不得而知。因此建议针对冬奥会雪上项目赛场的地形、地貌,召开山地复杂地形小尺度气象服务研讨会,邀请从事山地气象工作和中小尺度天气预报研究的科技人员以及冬奥会现场预报服务组的科技人员参加,同时邀请中科院和有关大学从事相关研究工作的科技人员参加,重点围绕北京冬奥会气象保障工作面临的挑战、山区复杂地形条件下“百米/分钟级”天气预报面临的具体科学技术问题和可能的解决途径以及北京冬奥会可能面对的气象风险等问题进行研讨,群策群力,为做好北京冬季奥运会的气象保障工作献计献策。

二、关于强化冬奥会气象风险评估和应急预案研究的建议

(一)现状

 纵观历史,“天气不遂人愿”已成为历届冬奥会上最尴尬的事情了,例如,1984年,南斯拉夫萨拉热窝冬奥会因天气因素延期2天,1998年,日本长野冬奥会曾因天气因素延期2天,2006年,在意大利都灵冬奥会上,高山滑雪比赛和女子超级大回转比赛也都因天气原因而延期举行。最近三届冬奥会更是突显了异常天气状况给承办者带来的尴尬。2010年温哥华冬奥会期间出现的高温和大雾天气使得比赛问题连连,主办单位还动用直升机运雪。2014年索契冬奥会期间出现的高温和大雾使比赛大面积推迟,比赛事故频发,造成不少选手摔伤,被人们戏称为“春奥会”。2018年平昌冬奥会期间出现的低温、大风使多项比赛被迫延期或被迫取消,被戏称为“冻奥会”。

可见,尽管承办方赛前都制定了相应的应急计划,但异常天气状况的出现仍然直接影响了赛事的进程,影响了运动员的比赛成绩,同时,还给组织者、志愿者、运动员、观众带来了一系列的麻烦。

北京冬奥会雪上赛事是在寒冷、多山地区举行,出现严寒、大风等极端天气的几率很高。

为此, 北京科协智库基地试点单位中科院老专家咨询团组织开展了对北京冬奥会气象保障工作的调研, 调研工作采取举办报告会、访问、座谈、现场考察和研讨会等形式完成。在此基础上对调研结果进行了分析,形成了调研报告并提出本建议。

(二)问题

2022年北京冬季奥运会将在北京市和河北省张家口市联合举行,这是世界上第一次在大陆性气候城市举办冬奥会,气象保障工作面临的挑战可想而知。冬奥会的大部分雪上项目将在山区举行,山区地形复杂,尤其是对局地赛区的小尺度天气预报在气象上来讲也是国际性的难题。延庆赛区的小海坨山和张家口赛区的崇礼区境内翠云山等都是名副其实的“山连山,沟套沟”地带,山形、地貌都很复杂,气象条件更是“十里不同天”。因此,复杂的地形、多变的天气等复杂因素会导致对赛区天气的分析和判断存在许多不确定性,进而使得赛区具有较高的气象风险,更重要的是,一些极端异常天气的出现往往是无法预测的。基于这些情况,我国有关部门在冬奥会气象保障方面已经并且将继续开展大量的工作,但是,天气变化对北京冬奥会的影响究竟会有多大? 冬奥会期间是否会有异常天气状况出现?仍然不得而知。可见,如何做好应对气象风险工作,仍是值得提前认真研究的问题。

(三)建议

1、科学、客观认识延庆和张家口赛区山区复杂地形条件下小尺度天气预报的局限性和不确定性,采取有效措施,切实加强对冬奥会期间异常天气和气象风险的评估工作。

2、在分析冬季影响赛区的主要天气类型的基础上,进一步细化分析冬奥会与冬残奥会各赛区的气候特征和气象条件,结合现场气象观测资料,采用多种预报方法,重点对大雪、低温、大风等异常天气可能出现的气象条件进行分析和预报。

3、制定和落实冬奥会气象风险的应急预案,重点是落实应对气象风险的具体应对和防范措施。

三、关于冬奥会气象保障中重视多种预报方法并举的建议

(一)现状

2022年北京冬季奥运会的气象服务保障工作备受关注,这是因为它是世界上第一次在大陆性气候城市举办的冬奥会以及雪上项目比赛场地异常复杂的山区地形,这使得冬奥会期间的天气预报难度大大增加,也增加了天气预报的不确定性。不仅如此,在冬季复杂的山区地形条件下,对赛场的这种微小尺度的短时间天气预报,在气象上来讲也是国际性的难题。尽管我国气象部门已经和将继续开展对北京冬奥会气象条件预测保障关键技术的研发并已发展了相应的预报模型,但面对北京冬奥会“百米/分钟级”天气预报的特殊需求,模式预报结果能满足要求吗?

为此, 北京科协智库基地试点单位中科院老专家咨询团组织开展了对北京冬奥会气象保障工作的调研, 调研工作采取举办报告会、访问、座谈、现场考察和研讨会等形式完成。在此基础上对调研结果进行了分析,形成了调研报告并提出本建议。

(二)问题

1、复杂的地形、冬季赛区大气边界层多变的天气等复杂因素会导致对赛区天气的分析和判断存在许多不确定性。

2、针对赛区的复杂山区地形,很难建立实现“百米/分钟级”天气预报的这种微小尺度的预报概念模型,即便是发展了相应的模型,其预报结果的可靠性也很难予以验证。

3、异常天气的出现会直接影响冬奥会赛事的正常进行,通常情况下,这种极端异常天气的出现单靠数值模型是无法进行预测的,而一些经验和统计预报方法往往可以有效地做出预报。

(三)建议

鉴于当前北京冬奥会气象服务保障工作中微小尺度短时间天气预报中存在的某些不确定性以及数值模型预报的一些局限性,建议在强化研发相关数值预报模型的同时,关注经验预报方法,对预报员进行经验预报方法的培训,在预报员队伍中建议聘请当地有经验的老预报员作顾问或加入到预报队伍中。尤其是对一些转折性天气类型以及异常天气的预报,更应重视经验预报方法,针对赛场(道)的具体情况,建立多种预报方法并举的天气预报体系。