根据国际单项联合会和国际奥委会的要求 ， 冬奥的山地雪上项目赛道需要设置气象观测站 ， 要在不同的海拔高度、不同的赛道地点进行站网布局 。地面观测布设也是整个气象观测实验非常重要的一部分 。观测实验包括两部分 。一部分是地面观测 ， 基本上以自动气象站为主 ， 观测地点参考国际单项联合会和国际奥委会的要求 ， 既是业务观测 ， 也是科研观测 。
另外一部分 ， 我们布设了很多非常规的气象仪器 ， 观测大气的垂直或三维的特征 ， 比如风、温度等 。测风方面主要有两种仪器：一个叫风廓线雷达 ， 可以测风的垂直变化；另外一个叫测风激光雷达 ， 通过激光反射大气中气溶胶的变化 ， 最后能够测出不同高度的风速和风向 ， 通过三维立体扫描 ， 共同得到赛场周边一定高度内的大气三维风的变化 ， 这是关于测风的 。在地面自动气象站方面 ， 也有测风的装备 ， 之前我们用的是机械测风 ， 它叫风杯 ， 像齿轮一样 ， 风吹它就会转 。还有一个风标 ， 用来定位风向 ， 叫机械风 ， 但是机械风会受到天气影响 ， 比如下雨、下雪可能会冻住 ， 所以我们最后就把机械风改成了精度更高的超声风 ， 通过超声波测风速和风向的变化 。一方面 ， 可以有效规避机械风的仪器被冻住的风险；另一方面 ， 得到数据的时间的分辨率或者是时间的精度更高 ， 可以达到秒级 ， 这就是我们所谓的秒级观测的来源 。
此外 ， 还要了解山地赛场的大气温度和湿度的变化 。我们在一定高度内安装了微波辐射计 ， 可以测一两分钟之内大气的风和温度的垂直变化 ， 在张家口赛区和延庆赛区布了很多这样的仪器 ， 因为风和温度是对北京冬奥会影响最大的因素 ， 当然 ， 降雨、降雪、能见度、雪温等也是非常值得关注的 。

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项目组开展野外观测试验 。
多源气象数据融合助力关键点位气象预报
问：有了精密的气象监测之后 ， 科研人员怎么实现精准的气象预报？
陈明轩：我们得到气象观测数据后 ， 通过科学的分析和研判 ， 对延庆山区——海坨山赛场和张家口崇礼赛场的小尺度气象特征有了大致掌握 。基于这个科学基础来研究：如何做到尺度特别小、地形特别复杂的陡峭山区精准预报呢？我们研发了一套“百米级、分钟级”预报技术体系 ， 对山地赛场进行精准预报 。比如 ， 延庆海坨山的高山滑雪赛场 ， 海拔高度是2000米左右 ， 从山顶到山脚的赛道长度直线距离是2.5公里左右 ， 左右6条赛道 ， 范围是2.25公里 ， 要在2000米左右的海拔高度、从上到下2.5公里、从左到右2.25公里的范围内 ， 做不同高度的几十个点的预报是非常难的 ， 这就需要“百米级、分钟级”的精准预报技术 。
根据冬奥气象保障服务需求和北京冬奥组委要求 ， 不仅要做到“百米级”预报 ， 还要做到0—10天的天气预报 。按照现代天气预报的科技能力 ， 7天以后气象预报的精准度直线下降 。一般来说 ， 气象精确度比较高的预报是7天以内的预报 。我们考虑了山区地形的影响、冬季的天气特征、地面的摩擦对风的影响、太阳的辐射对温度的影响等因素 ， 基于研发的睿图数值天气预报模型基础 ， 针对冬奥气象保障服务和预报需求做进一步研发 ， 最后形成了睿图模式体系里面的睿图-睿思系统 ， 可以做到“百米级”预报 。在前24小时可以做到10分钟更新一次的预报 ， 在1—10天内可以每天提供两次预报 ， 预报间隔达到10分钟 ， 预报空间的网格达到100米到67米这样的空间网格 。

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