北京冬奥会精彩赛事背后，有一个“秘密武器”保驾护航

“94.50分，全场最高！”2022年2月8日，天气晴朗无风，中国选手谷爱凌从首钢滑雪大跳台疾驰而下，顺畅地完成转体1620度的高难度动作，逆转摘得北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台金牌，全场为其出色的表现而惊叹，掌声、叫好声一片…… 北京冬奥会的室外项目比赛大多惊险刺激，吸睛无数。而观众可能未曾想到的是，在这些精彩纷呈的赛事背后，有一个“秘密武器”在默默地保驾护航，这就是“睿图-睿思”高精度冬奥气象预报系统。这套系统运用多源稠密高频异构气象数据快速融合、大涡数值预报、人工智能等技术方法，为赛场的52名气象预报员提供“百米级、分钟级”气象预报数据，帮助北京冬奥会和冬残奥会组委会调整了12项测试赛和官方训练以及28次正式比赛日程，有效排除风险隐患，并为赛事“窗口期”选择提供重要参考。

“‘睿图-睿思’是北京冬奥会当之无愧的幕后英雄，但它的应用绝不止步于冬奥赛场。”国家重点研发计划项目“科技冬奥”专项负责人、北京城市气象研究院副院长陈明轩说。自2017年系统孕育之初，项目团队就已在心中暗暗擘画一张蓝图：把高精度气象预报从冬奥赛区推向城区，从北京推向全国，从专业领域推向千家万户。

从北京冬奥赛场走向杭州亚运

“天气对于冬奥会室外赛事的举办、赛程的设置，影响极大。”陈明轩介绍，首先是温度，比赛当天的温度不能太低或太高，否则不仅不利于运动员的发挥，更容易造成安全隐患。其次，赛场必须保证一定的能见度，不能云雾弥漫。降雨降雪的天气也应避免。另外，风的影响不容小觑，如高山滑雪项目，运动员竞技速度可达每小时140千米以上，在高速运动的状态下，一旦遭遇瞬时强风，极易因身体姿态失控而受伤。

因此，每一场比赛进行前，气象团队必须掌握赛道区域的精细气象变化，提前根据天气状况进行预判，确保未来几天适合比赛，或在有高影响天气出现时，尽可能提前找到最适合比赛的安全“窗口期”。

虽然历届冬奥会上已有成熟的天气预报系统，但陈明轩团队发现，平昌、索契、温哥华等冬奥会举办城市均为沿海地区，海洋性气候的特点是多降雨、降雪。而北京冬奥会则截然不同，北京、延庆和张家口赛区都是大陆性气候，阵风才是影响冬奥会的主要天气因素，这在近20年的冬奥会历史上前所未有。更为棘手的是，国家高山滑雪中心、国家跳台滑雪中心、云顶滑雪公园等赛场依山而建，高精度山地气象预报本就是国际难题，而我国冬季高精度山地气象监测、预报的研究和经验几近空白。前无先例，陈明轩团队下定决心做“先行者”。

2017年，陈明轩就带领团队重点针对延庆、张家口等户外赛区开展了气象数据收集工作，背负沉重的仪器跋山涉水。最终，441套气象观测设施遍布海陀山和崇礼山区，完整收集到各海拔点位的气象信息。这也是我国首次在华北地区开展冬季气象加密观测实验研究。

“相隔不远的两处坡道，同座山峰的山顶山脚，天气都可能千差万别，山区气象可谓‘百米不同天’。”实地考察后，陈明轩意识到，当时我国通用的天气预报系统仅能预报1公里网格的天气，且只能提前24小时预报，完全不能满足冬奥会高精度预报和赛事调整的需求。如何提升山区高精度气象预报能力？陈明轩团队从复杂山地多源稠密高频异构气象数据快速融合、实时大涡数值预报等国际先进的技术方法开始逐步尝试，并采用了从未尝试过的“法宝”——人工智能。