在競技比賽中,氣象要素的變化直接影響著賽事的開展,所以一些比賽項目會對一些關鍵氣象要素有明確要求,比如公開水域水溫要高於16℃,湖面風速高於2.5米/秒,賽馬場暑熱壓力指數要低於28℃等。為了確保第七屆世界軍人運動會(以下簡稱「軍運會」)的順利進行,氣象部門布設了哪些先進儀器,來精準把握天氣的「脈搏」?本期《科普看台》就為您一一道來。
本文專家:
湖北省氣象中心交通氣象服務首席、軍運會帆船競委會氣象保障專員 何明瓊
武漢市氣象局高工、軍運會氣象中心現場服務部與觀測與信息保障部副部長 秦建峰
武漢市氣象台正研級高工、軍運會氣象台台長 李武階
湖北省氣象信息與技術保障中心高工、軍運會場館氣象站監測保障專員 李中華
湖北省氣象信息與技術保障中心正研級高工、軍運會雷達保障專員 蔡宏
作者:
中國氣象報記者 高迅芝 通訊員 陶常寧 范佳昕
風雷達、雲高儀
「雲能天」盡收眼底
監測「風和、日麗、雲正好」
探秘地點:漢南機場
(承擔跳傘項目比賽)
時間:10月15日
儀器:毫米波雲雷達、雷射測風雷達、移動邊界層風廓線雷達、能見度儀、雷射雲高儀、全天空儀等
跳傘比賽對天氣條件要求比較嚴格,講究風和、日麗、雲正好,因此漢南機場進駐了多台「特殊裝備」:
雷射測風雷達和移動邊界層風廓線雷達負責「風和」,它們可以實時測量地面以上0-3公里高度範圍內每間隔50米和60米的風向風速,為精細化的高空風預報提供支撐。
能見度儀測量大氣能見距離,實時監測大氣能見度。
雷射雲高儀、全天空儀則分別用來監測雲底高度和雲量。當雲層低於比賽高度或者低云云量超過5成時,都會對跳傘選手的視野產生干擾。
毫米波雲雷達更是「身兼多職」,一方面可以交叉檢驗氣象信息,另一方面可以確定探測目標的空間位置、形狀、尺度、移動和發展變化等宏觀特性,並分辨出雲中粒子的大小和類型,從而判斷天氣是否「日麗」,雲是否「正好」。
此外,還有10個國家高空氣象站進行加密觀測,風雲四號氣象衛星每5-7分鐘實現定點掃描,19部新一代天氣雷達全方位監測……為賽事提供「保姆式」服務。
X波段雷達 攝影:胡珀
Ka波段毫米波全固態測雲雷達 攝影:秦建峰
全天空儀 攝影:蔣寧潔
暑熱壓力儀
黑球「主打」
監測賽馬實感溫度
探秘地點:武漢商學院(承擔馬術等項目比賽)
時間:10月15日10時45分
儀器:暑熱壓力儀
氣壓:1026.8百帕
氣溫:18.3℃
相對濕度:65%
平均風速:1.3米/秒
暑熱壓力指數:17.1℃
馬術是由人和動物共同完成的比賽項目,賽時要求馬匹體力充沛、氣質優雅、馴服順從、反應靈敏,同時要求人馬充分默契配合、協調、準確完成每一個動作。馬術比賽的成績,有時跟賽馬的身體狀況及心情直接相關。而科學研究表明,體感溫度會對馬的身體和情緒變化產生影響。按照國家最新WBGT指數標準,暑熱壓力指數超過28℃將會對馬匹產生不良影響。
如何保障馬術比賽的順利進行呢?氣象工作人員可是煞費苦心,在賽馬場上專門安裝了一個頭頂黑球的儀器,這個儀器就是暑熱壓力儀。
據了解,暑熱壓力儀主要是給馬術比賽中的賽馬提供體感指數,該儀器通過監測現場的風速、氣壓、氣溫、濕度、輻射和黑球溫度,再通過算法計算得到暑熱壓力指數,用暑熱壓力指數反映動物或人類在日照、汗水揮發和風的相互作用下的身體感受,以防賽馬中暑、不適等影響賽事開展和運動員發揮的情況發生。
與暑熱壓力儀協作的還有常規六要素自動氣象站、智能便攜氣象站等觀測設備。
暑熱壓力儀 攝影:楊志彪
智能便攜氣象站 攝影:何明瓊
浮標自動氣象站
隨風搖動
監測「水適合、風恰好」
探秘地點:東湖(承擔帆船、游泳項目比賽)
時間:10月15日15時
儀器:浮標自動氣象站
氣壓:1023.1百帕
氣溫:22℃
相對濕度:46%
平均風速:3米/秒
在東湖舉行的帆船比賽對湖面風要求頗高,風速達到2米/秒帆船開始準備起航,2.5米/秒出發,12米/秒將可能停止比賽。
為此氣象部門專門引進了浮標自動氣象站,像棵「海草」在水面隨風搖動,實時監測湖面風向風速及各項氣象要素,保障帆船賽事的順利進行。浮標自動氣象站主要可測量東湖的氣溫、濕度、氣壓、風向、風速、雨量和水溫7類要素,並配備有電子羅盤、GPS導航等定向、定位設備。為讓浮標自動氣象站上的風力、風速等數據免受風浪影響,氣象站頂端由超聲波測風儀構成,代替風標風杯來準確測量水面風力、風速。
不僅如此,東湖帆船賽事還專門配備了智能便攜氣象站,該設備除常規六要素外還可以監測雲量、雲狀和陣風,為東湖帆船賽事提供更準確的氣象數據。
浮標自動氣象站 攝影:秦建峰
連結: 服務系統
智能網格預報模塊解析度
精確到「1小時×1公里」
據了解,軍運會氣象預報預警服務系統已開始運行,該系統分為綜合觀測、臨近預警、智能預報等模塊,採用了大數據、雲計算架構等技術處理各類觀測信息,並能根據需求快速生產出相應的氣象服務產品。
智能網格預報模塊的時空解析度可以達到「1小時×1公里」,也就是說氣象預報的範圍可以精確到1公里×1公里,時間可以準確到每小時。而支撐短時預報的武漢1公里解析度快速更新循環同化預報系統,還能實現整點更新,預報未來12小時的逐15分鐘天氣。
不僅如此,系統中還為特殊賽事需求建立了新模型,先通過前期觀測建立起特殊要素與常規要素之間的關係和發展規律,再建立數字模型,實現特殊要素的準確預報。(王瑞麗、塗明、朱武傑、胡珀、鄔昀對本文亦有貢獻)
(來源:《中國氣象報》10月18日四版 責任編輯:申敏夏)