6月28日和7月1日,庆祝中国成立100周年文艺演出《伟大征程》(以下简称“文艺演出”)、庆祝中国成立100周年大会(以下简称“庆祝大会”)分别在北京国家体育场、广场盛大举行。
为做好中国成立100周年庆祝活动(简称“庆祝活动”)服务保障,面对复杂多变的天气形势,在北京市委、市政府和中国气象局坚强领导下,北京市气象部门坚持细致再细致、周密再周密,以最坚决的态度、最周密的筹划、最高的标准、最优质的服务,向历史致敬,为民族铸魂。
不管是庆祝大会、文艺演出,还是两场活动前后各种复杂细致的布置安排,都有一张网在悄然护佑着首都的天空。网罗下来的海量气象数据,在“安全屏障”的庇护下,实现尽数即达。
6月16日,在人民英雄纪念碑向北20米处,一套特地用来观测钢、铝、塑料座椅、地砖等材质及空气温湿的气象观测设备摆放于此,观测到的数据是庆祝活动气象服务保障工作中新增的“体感温度”预报的重要支撑。
“在晴天和阴天,不同材质的温湿度不同。开展不同坐席材料样板表面温度的精细化观测,可以更好地分析、掌握每种材质对人的体感温度的影响,进一步满足防暑、防晒措施的准备需求。”北京市气象局预报处处长宋巧云介绍,观测数据可实现1分钟间隔的实时采集传输,并在两分钟内到达业务系统界面,供调度中心及预报服务人员使用。
同时,在国家博物馆安装的3套自动气象站增加了“黑球温度”和“温度”。前者可以模拟“体感温度”,后者可以更好地反映在太阳直射情况下的温度。
按照3站址+2垂直+1应急+多点位的布局,气象部门对广场附近的自动气象站进行升级,加装激光测风雷达及云高仪。作为现场观测的重要补充手段,气象应急指挥车配置中新增1套便携式卫星天线系统,进一步提升了数据传输的稳定性和可靠性;新增1套蓝天指数仪,提供更接近现场核心区域的实况数据。气象部门累计观测风速、风向、温度、降水等20种地面气象要素,及两公里高度内的垂直风、云高、云量等。
针对国家体育场内20米到30米高度风环境对威亚空中表演的影响,按照文艺演出专班的需求,气象部门在国家体育场0层地面、20米和40米高的屏幕上安装了6套微型气象站,用于测量现场对应高度实时风速、风向;在场馆顶部增加4个测风仪,依托冬奥会建设的激光测风雷达也应用于此次服务保障中,其垂直风实况数据为文艺演出焰火燃放环节的气象预报提供重要支撑。
为准确研判天气形势,气象部门早早布下地基、空基和天基相结合的立体观测网络。
7月1日5时,京津冀三地174个国家级气象观测站的观测员正在开展人工加密观测。6月29日到7月1日,在特定时间段,京津冀国家级气象观测站以每3小时频次对天气现象、云量、云高进行人工观测。
在庆祝活动期间,北京市气象探测中心每天14时开展加密高空气象探测。S波段雷达与北京现有的7部X波段雷达构建立体化、高密度、全覆盖监测格局,并联合河北两部X波段雷达实现京津冀地区联合组网探测,让天气突变无所遁形。
中国气象局气象探测中心还向北京调拨雷达备件、降水现象仪等37件应急储备物资,并派出技术专家,有力支撑雷达装备保障及现场气象应急观测;联合敏视达等公司技术人员开展北京地区及周边雷达的巡检和专项定标工作,为北京地区精细化观测提供高质量数据支撑。
空基也在国家卫星气象中心的支持下紧张有序地运转。高分四号卫星在6月25日、26日、29日和7月1日启动4次区域加密观测;于6月10日成功定位的风云四号B星,提供1分钟快速扫描模式产品。
5月底,模拟地区和附近所有观测设备的模块在“北京气象综合显示系统-重大活动气象保障专题”上线。这个模块是北京市气象信息中心专门为庆祝活动建设的“专项数据可视化系统”。
“该系统利用大数据可视化技术,构建多维、多场景的数字气象空间,实现对于观测数据和预报产品的综合三维可视化,实现气象数据的直观、丰富展示。”北京市气象信息中心副主任孙成云介绍。
气象数据还在相关平台实现共享。通过打通气象部门和、国家体育场的网络通路,实现指定区域内的观测、预报等气象数据的实时传输,为相关部门提供指定区域内的观测、预报等气象数据服务。
面对庆祝活动期间大幅增加的视频会商会议,市气象信息中心强化运维保障值守,采用“气象信息技术人员+运维公司现场保障人员”值守方式,加强视频会商会议保障。演练和正式活动期间,实行24小时驻场值守。
北京市气象局加强网络安全监控,依托“十三五”时期建成的网络安全防护系统,加强对内外部威胁的识别和拦截,为庆祝活动气象服务保障的顺利开展搭建安全屏障。(作者:叶芳璐)
事非经过不知难。庆祝活动期间恰逢汛期,出现雷暴大风等强对流天气的可能性极大。而对于强对流天气定点定时定量的预报,则是世界性难题。
相较以往重大活动,本次庆祝活动保障需要同时关注在举行的庆祝大会、在国家体育场举办的文艺演出的天气。两场活动时间不同、地点不同,对气象条件均有不同的高需求。在汛期同时做好两场活动的气象预报,对气象部门而言是前所未有的挑战。
在空前的期待和挑战下,北京市气象部门于一年前提早启动气象预报准备工作,采取“延伸期预测+中长期预报+短期预报+短临预报”无缝隙预报策略,高标准全流程做好预报工作。
“6月20日-7月5日期间,基于40年气候观测资料,北京地区出现降雨的概率为38%。”2020年10月,由北京市气候中心制作的第一份针对庆祝活动的气象风险评估专报如期发出。
此后,在北京市气候中心主任王冀的带领下,制作形成一份份针对活动保障各个关键区域,围绕降雨、气温、大风、雷电、沙尘等气象要素多时间尺度的气象风险评估材料,各有侧重的气候报告成为庆祝活动各指挥部制定方案、预案的科学依据。
市气候中心高级工程师张英娟介绍,除了进行气象风险评估,还提前开展了11天-30天延伸期气候预测。自4月1日起,市气候中心开始滚动制作逐5日更新的延伸期气候预测产品,并开展预测效果检验评估。
国家气候中心也派骨干力量参与庆祝活动气候分析与预测工作,从4月25日起与张英娟等共同开展气候预测会商。
随着活动临近,相关部门对气候材料的需求日趋增多,气候分析和会商频次不断加密。针对地区6月28日-7月1日4个全天、7时-12时逐小时温度、逐2小时降水、大风、雷暴概率统计报告,以及从6月11日起每日滚动针对6月下旬至7月5日的气候预测报告一一发出,为活动筹备提供了重要的决策参考。
“只有将同期发生的各类高影响天气反复研究透,才能做准预报。”市气象台台长季崇萍说。
今年初,由市气象台预报骨干组成的庆祝活动预报服务专班刚一成立,便立即开展了深入细致的天气复盘。专班成员对近10年同期强对流天气的中短期集合预报效果、天气形势和中尺度要素场进行分析,探索不同典型天气个例提前3-5天、1-3天以及短临时段的可预报性。
通过不断反复深究细节,专班成员对目标区域历史同期气候特征、高影响天气个例、高影响天气概念模型等内容了然于胸。
一份详尽的庆祝活动气象保障预报技术手册应运而生,成为预报工作开展的有效助力。
为更好感受目标区域的局地天气特点,专班首席赵玮、吴宏议实地踏勘了、鸟巢区域气象探测环境,感受现场区域气象要素微变化。“测站所在位置,下垫面植被条件较好,周围绿树环绕,所测实况尤其是风力和温度会较广场、鸟巢场地有所差异。”赵玮表示,“相较测站所在位置,国家体育场白天更晴晒,夜间温度下降更快。”
7月1日5时30分,在针对庆祝大会举办时段的最后一次大会商中,预报专家一锤定音,最终的预报结论传送至庆祝活动各保障机构。
事实上,预报服务专班从5月上旬起就开始每日滚动预判地区未来20天的天气。预报的实际效果可从一张目标区域预报实况一览图中清晰看出。
这张由市气象台副台长郭锐设计的图,醒目地张贴在市气象台会商室中。图上颜色分明、密密麻麻的预报数据凝聚了来自军地气象预报团队的集体智慧。
由13家国家级气象科研业务单位、在京军队及民航气象部门组成的38位专家组成的预报服务专班,在活动开始一个月前,持续针对两场活动及前期演练天气进行细致研判。在每一次专题天气大会商中,所有预报专家都畅所欲言、无所保留。通过一次次思想碰撞,预报结论不断趋于精细。
在文艺演出举办前两天,预报团队就开始仔细研判,逐条分析讨论,在28日15时的联合会商中,形成“文艺演出时段‘鸟巢’多云无降水,不影响活动进行”的一致结论。文艺演出期间,现场团队定时开展现场云能天观测,感受现场体感温度,每10分钟提供风向、平均风力、阵风风力和相对湿度的实况和预报。准确的预报为“鸟巢”上空的绚烂焰火提供了有力支撑。(作者:冯子晏)
在庆祝活动气象服务保障中,北京市气象局主动作为,多次到市政府相关部门和相关庆祝活动保障部门走访、座谈,明确了40余项个性化气象服务需求。
为做好庆祝活动气象服务保障工作,市气象局成立庆祝活动气象服务保障领导小组,下设气候分析、气象预报、城市运行气象服务等14个工作组,制定各组方案。
“庆祝活动主要涉及国家体育场和两大场地,活动内容不同,需求也存在差异,我们特别制定了‘一项一策’气象服务保障方案。”市气象局减灾处段欲晓介绍。
不仅如此,针对特别活动中的重要环节,比如文艺演出的焰火燃放环节,市气象局制定了有针对性的服务保障方案。文艺演出服务保障部门对各类大风预警条件下筹备和排练期间处置措施进行细化,制定了各级大风天气条件下焰火燃放突发事件时现场处置措施。
“以需求为本”理念转化为精细化服务,体现在庆祝活动气象服务保障的每一个细节中。
设立在北京市气象局的庆祝大会气象服务保障组,与北京市庆祝活动各保障部门实现实时视频通话,在多次预演和正式活动期间,第一时间报告天气情况。
6月30日20时15分,当发现强降雨回波将影响地区时,庆祝大会气象服务保障组立即向活动主办方报告,“现在风很大、雨很急,并伴有冰雹,建议采取防雨、防风和防雷措施。”根据气象预报,地区室外人员都穿上了雨衣,外场施工作业也立即叫停,提前准备好的红毯、新闻转播设备等加盖了防雨布,确保不影响第二天的正式活动。
在北京市劳动人民文化宫院内,气象应急指挥车随时观测和反映地区的天气实况,并实时将数据传回市气象局。文艺演出当晚,在国家体育场外的环境气象应急监测车,每15分钟向保障部门汇报1次现场天气实况。
演练和正式活动期间,市气象局还分别入驻庆祝大会和文艺演出现场,开展活动重点区域的天气监视,根据需求或实际天气情况,随时向各服务保障单位提供天气咨询服务。此外,制定制高点和临建设施应对雷击应急处置方案,细化应对雷击应急处置工作措施;为保障庆祝大会飞行表演的顺利进行,加强对云高、云量和能见度的分析……精细化气象服务无所不在、无微不至。
昌平区气象局承担起昌平文艺演出彩排现场的气象服务保障工作,每天17时前制作提供未来10日内任务地点的天气情况,及时发布气象预警信息,将彩排场地有关人员手机号码纳入昌平区气象决策服务短信平台,确保他们及时接收各类气象信息。
北京市气象服务中心及时为城市运行管理部门及行业提供高影响天气警报,组建专家团队做好灾害性和高影响天气短临预报实况跟踪服务,发布交通、能源等专项气象服务专报,为相关保障运行部门提供有针对性的精细化气象服务。
在有利气象条件下,庆祝大会和文艺演出画上圆满句号。气象服务保障工作也在紧张有序中,交出满意答卷。(作者:叶芳璐)
“预计20时-22时国家体育场天气以多云为主,平均风力2级到3级,冠顶最大阵风5级,有利于文艺演出及焰火的燃放,但气温较高、湿度大、体感闷热,请注意防暑降温。”6月28日13时,察看最新的现场气象实况监测和短临模式预报产品后,驻守国家体育场的北京市气象局服务首席吴宏议做出判断,将气象信息及服务提示提供给保障部门。
这些数据包含了最新的探测、模式等气象成果,可在指挥部现场大屏实时显示。为满足本次庆祝活动对气象的特殊需求,市气象部门提早开展科技研发,加强自身技术储备和应用。
打开北京气象综合显示系统-重大活动气象保障专题页面,可以直观看到56项可视化的新增模式产品。这些产品均来自于睿图数值预报模式体系。
在活动筹备前期,中国气象局北京城市气象研究院依托自主研发的睿图数值预报模式体系,对城市、临近等子系统进行针对性研发升级,满足庆祝活动的不同需求。
睿图城市子系统,以为核心,依托风的垂直观测实况数据,模拟出北京四环以内的10米水平分辨率的近地面风场分析场和预报场,并对重点街区的精细化风场特征进行单独展示。同时,完成温度、湿度、体感温度等客观预报产品的可视化设计与制作,并形成客观预报分析产品。
临近、睿思子系统更“擅长”临近预报。基于临近子系统,研发团队重点进行研发,形成京津冀、环北京、北京关注范围内1公里分辨率、逐6分钟间隔为主的分析、预报产品。睿思子系统则重点聚焦核心区域,最终研发形成以为中心,100米分辨率的地面实况分析、临近预报产品。
在短期、化学模式产品方面,研发团队重点回算了历史个例,根据专项活动和人工影响天气作业以及大气扩散条件预报的特殊需求,研发了时效长达12小时至96小时的专项服务产品。
今年年初,市气象局组织预报员围绕庆祝活动期间高影响天气形成的机理和预报难点进行系统梳理。
依据近10年、鸟巢区域6月20日-7月5日时间段内历史高影响天气发生情况,气象预报专班进行统计复盘分析,研究明确了活动时段内的高影响天气类型、主要影响天气系统以及主要天气系统影响下出现高影响天气的概率,同时对预报关键点和难点进行凝练总结。
在对近10年活动同期的强对流、暴雨、高温等天气个例进行分析的基础上,预报员采用MOML、ANEN、BJTM等客观方法,对活动关注站点进行建模,并在业务系统实现客观产品的自动化输出和展示。同时,开展关键区预报站点的实时同步检验,跟踪要素预报效果,积累预报经验。
预报员建立形成的客观预报方法,再加上主观预报经验,使预报准确率得到明显提升。经过客观检验,关键区域0小时-240小时高低温预报准确率,均明显高于EC模式。
7月的北京,骄阳似火。庆祝大会当天会不会出现高温直晒?尤其是考虑到观礼人群中有年迈的老人,如何将高温预报变成现场的应急措施,特别是满足防高温、防中暑等要求?
北京市气象服务中心联合成都信息工程大学环境气象与健康研究院,提前启动体感温度专项服务产品研发。
研发团队采用当前国际先进通用的三种人体热平衡机理体感温度算法,建立人体舒适度预报模型,实现体感温度预报从以往的经验统计模型向物理机理模型的转变。
市气象服务中心服务首席王华介绍,通过业务适用,研发形成、国家体育场的定点体感温度、舒适度等级、服务提示等产品。同时,根据人群所处环境,细化舒适度等级产品和服务用语。
现场气象服务保障人员还创新开展了座席表面温度观测试验。市气象服务中心通过将观测资料与气温、不同天空状况进行逐小时对比分析形成客观规律,对不同材质座席表面温度进行预报,助力保障部门有效采取高温防范措施。(作者:冯子晏)
主办:中国气象局办公室承办:气象宣传与科普中心 中国气象报社协办:公共气象服务中心 国家气象信息中心