王昊 陈佳佳 科技日报记者 付毅飞
在2022年北京冬奥会网站上，高山滑雪等雪上项目的气象信息数据每分钟更新一次，可以看到每一个滑降关键点的平均风速、最大风速、温度、湿度，这些数据很多来自中国航天科工二院23所航天新气象公司的自动气象站。
对户外冰雪运动来说，风是影响很多项目的关键因素。相较往届奥运会举办地的海洋性气候，本届奥运会大陆性季风气候表现出风速更大、风向更替更明显的特征。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，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。
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，部分地方极易结冰。结冰会影响风向、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。
赛道旁，工程师正在对自动气象站进行加热风改造工作 航天科工二院23所供图
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，公司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、风速十分敏感的雪上比赛提供更完善的数据保障。
在完成多要素观测和加热风改造后，张家口赛区、延庆赛区的自动气象站在2021年11月份的第二次测试活动中表现良好。
如今，优化后的自动气象站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“百米级 分钟级”气象预报预报体系提供数据服务。
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