搜索 解放军报

冬奥来了,航天气象雷达实时探测天气

来源:中国航天报 作者:陈佳佳 王子君 责任编辑:李佳琦
2022-01-28 08:56:28

距离北京冬奥会开幕还有8天,随着冬奥场馆、冬奥村和主媒体中心的投入使用,北京已经进入“冬奥时间”。1月14日,中国航天科工集团有限公司二院23所冬奥气象保障团队来到北京延庆和海陀山,进行冬奥会前气象雷达的最后一次巡检。在河北张家口冬奥现场的部分保障队员,也全力配合气象部门进行自动气象站的气象保障任务。

赛场外“风起云涌”

“巡检一般是测量雷达关键指标,查看雷达软硬件状态。”队长魏硕介绍。

负责气象雷达保障的队员陈圣威一年进行一次巡检。“雷达自适应能力比较强,无论天气如何都能传输准确的数据。风廓线雷达能24小时监测风速、风向,区别于传统的集中式测风雷达,这种雷达在准确度、测量范围、数据密度上都提升了一个层次。或许有人会担心冬季雨雪等因素对测量结果造成影响,实际上,无论是风沙、台风还是常年寒冷地区,都有23所气象雷达在提供保障,产品在各种天气条件下一直运行稳定。”

经过严格的环境试验后,该所研发的软件算法可实现雷达无人值守、故障自动监测。以测云雷达为例,可以用内网专线的电脑或手机对雷达进行控制与监视,实现雷达控制远程化,探测数据能实时自动发送到用户终端处。

“因为设备运行稳定,所以雷达都是无人值守。”魏硕总结,“当然冬奥赛事期间我们会7×24小时待命,有问题随时处理。”

风,是影响冬奥比赛的一个重要气象要素,风向、风速都会影响运动员的表现,甚至影响比赛的举办时间。而风廓线雷达能够对风速、风向实时监测,并且结合其他数据起到预警作用。

“北京地区引起气象变化的风向一般是西北风,网上有段子说‘风快从张家口来了’。这个‘快’,从风廓线雷达探测判断,大约是两个小时。23所有多部风廓线雷达常年在北京地区提供服务,本次冬奥会期间也会为气象部门提供数据服务。”23所所属航天新气象公司总经理助理陈华彬说。

为验证测云雷达探测精度,更好服务冬奥气象保障,团队曾配合用户进行了一次雷达回波强度外部定标试验。无人机挂着悬浮球升空,用雷达进行探测。几次试验后,雷达准确探测到定标球数据。经校验,测试精度良好,完全满足冬奥会保障需要。比赛期间,这些探测数据将为相关部门决策判断提供服务。

2021年7月,为保障中国共产党成立100周年庆祝活动,测云雷达执行了为期4天的任务。其间,出现大雾天,能见度不足50米,雷达做出及时反馈,显示实时的天气信息。这为后续冬奥保障积累了经验。

为服务冬奥会气象“百米级、分钟级”的精准预报要求,风廓线雷达和测云雷达每5~6分钟向气象部门传输一组实时探测信息。“除了低能见度,测云雷达还可以观测降雪数据。实际上,从安装到现在,它已经连续为冬奥会积累6年的降雪观测数据了。”测云雷达研制负责人周亭亭说。

赛场内“分秒必争”

相较于远距离“指点风云”,2021年是自动气象站保障队员在冬奥赛区冲刺的一年。为保证风传感器在人工造雪期间正常运行,他们对数十套风传感器进行了改造,增加加热融冰装置,解决降雪期间机械风传感器凝冻现象。

2021年11月,赛区由于人工造雪实行封闭管理。偏偏这个时候,气象设备太阳板被冰雪覆盖,导致设备亏电掉线。保障团队紧急与崇礼赛区气象设备保障组沟通协调,提出了市电与太阳能同时供电的方案,并立即着手进行改造。

当时,几场冷空气让赛场气温不断走低,甚至低至零下30摄氏度。队员们背着几十公斤的备件,踩着厚厚的积雪,坚持在最短的时间内完成任务,保障在造雪和场馆封闭期间期间设备也能正常运行。

除了气象设备的安装维护,23所还参与了河北省气象局和北京市气象局冬奥气象数据平台的建设。团队开发了冬奥专用版自动气象站组网平台软件,为崇礼赛区积累完整可靠的原始气象观测数据,并提供安全便捷的管理访问机制,响应冬奥会对赛区气象资料管理和访问等方面的特殊需求。

“我们的设备也同步进行了改造和平台软件升级,以满足更精细、更精准的冬奥气象服务需求。”保障队员杨津介绍。团队用两个月时间进行开发改进,自动气象站的传输密度从5分钟加密到1分钟,实现“一秒一个数据采样、一分钟数据组包传输”。

“自动气象站每分钟向所在赛区气象服务中心发送一组气象要素数据,供气象服务中心参考并进行气象预报制作。在冬奥会网站上,每分钟更新的高山滑雪气象数据,就来自我们的气象站。” 保障队员王昊自豪地说。

图/中国航天科工二院23所