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自动气象站如何精确测量冬奥比赛风数据?加热风改造 秒级风观测
发布时间: 2022-06-24 17:50:27 | 次浏览

  中新网北京1月30日电 (王昊 陈佳佳 马帅莎)在北京冬奥会气象服务网站上,高山滑雪等雪上项目的气象信息数据每分钟更新一次,包括每一个滑降关键点的平均风速、最大速、温度、湿度,这些数据其中一部分来自场馆周边的自动气象站。

  对户外冰雪运动来说,风是影响很多项目的关键因素,高速运动中,突然的风向改变或风速过大会影响比赛发挥,甚至影响运动员的人身安全,因此,对风数据的精确测量显得尤为重要。在国家跳台滑雪中心场馆四周,中国航天科工集团二院23所建设了多个测风气象站,跳台滑道上也安装超声风传感器,最大可能对风向、风速进行精准测量。

  北京冬奥会长达数月的赛前造雪以及赛时不定期造雪,会让自动气象站的风传感器处于低温、高湿环境,部分地方容易结冰,从而影响风向、风速观测数据。为更稳妥保障气象观测,应赛事要求,23所研制了新型加热型风传感器,采用高效节能的加热部件,配备智能算法精准温度控制,使风传感器可以在零下20℃的天气下正常工作,保证风数据的准确性。

  在风传感器上加装加热装置是解决风传感器表面覆冰、无法正常工作的有效手段。为了达到最佳的除冰效果,保证设备正常工作,研制团队先在步入式低温箱中模拟赛场环境,又结合已有项目经验,研究设计了内外加热型机械风与超声风,采取内外加热模块合并使用的方式,解决风传感器的冻结问题。

  当温度低于5℃、高于零下25℃时,开启外置加热模块;当温度低于零下25℃时,开启内加热模式。在冬奥赛场实地使用时,“加热风”的装备除冰效果良好。在崇礼和云顶山顶零下二三十摄氏度时,所在站点自动加热除冰,设备运行稳定。

  除了保障设备运行稳妥,奥运会分钟级的预报要求气象产品反馈时间也要迅速。有的项目要求风速不能大于5米/秒,有的甚至要求不能大于4米/秒,赛事对风的精细化数据需求使得气象探测设备反馈也要更迅速。

  研制团队优化产品,修改了原有采集处理流程,一秒提取一个风向、风速数据,一分钟打包上传一次,最终在中心站软件界面上呈现每分钟60个风向、风速记录。为了实现“秒级”风监测预报,研制团队从数据采集器嵌入式软件、中心站软件、数据传输和存储三个方面进行开发、升级,以满足秒级风数据的采样、存储、传输。

  “秒级”风观测数据的实现,在对风数据进行精细化分析、预报的基础上,有效提高风监测预报能力,为对风向、速十分敏感的雪上比赛提供更完善的数据保障。

  北京冬奥会期间,优化后的自动气象站会在各个赛场密切关注风速、风向变化,以网格分辨率、时间分辨率更高的气象观测数据,为冬奥会雪上竞赛场馆气象预报体系提供数据服务。(完)


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