测雪追风打响“发令枪”
2月4日，北京冬奥会拉开帷幕。受国家气象部门的委托，青岛镭测创芯科技有限公司董事长、中国海洋大学吴松华教授带领的激光雷达团队，成为北京冬奥会气象保障的“幕后英雄”。这是激光雷达团队自2008年北京奥运会、2010年亚运会、庆祝中华人民共和国成立70周年大会后，再一次服务于国家重大活动保障任务。
创造多项业内第一
国际第一台分子光谱直接探测多普勒激光雷达，国际第一台投入气象业务实验的多普勒激光雷达，我国首台机载、船载多普勒激光雷达……镭测创芯技术团队从事主动激光遥感技术和产品研发超过20年，代表了国内主动激光雷达与主被动卫星海洋遥感的最高研究水平，创造了多普勒激光雷达和环境遥感的多项第一，被业界誉为“追风者”。
2018年，吴松华教授带领团队在崂山成立了青岛镭测创芯科技有限公司，走上了产、学、研、用一体化的道路，2019年联合科研单位研发出国内第一台业务化运行的漂浮式多普勒激光雷达，连同先前的固定式、无人机载等，最终形成了多型创新激光雷达系统。
“我们从2020年接到中国气象局气象探测中心及北京城市气象研究院委托，开始为2022年北京冬奥会开幕式及赛事运行提供气象保障服务。两年间共有3台激光雷达设备、20余人次在北京冬奥会鸟巢开幕式现场及内蒙古、延庆、张家口地区，开展了相关的测试和服务工作。 ”吴松华教授告诉记者。
当好项目的“发令枪”
北京冬奥会对于气象保障的要求是“一场一策，一项一策”，在时间上精确到分钟级，在空间上精准到百米级。“为了保障高精度测风服务，我们参与了中国气象局探测中心组织的为期3个月的比对实验，获取高精度比对分析报告。”镭测创芯团队的王琪超博士说。
团队交付的激光雷达被部署在北京国家体育场，对开幕式现场的气象条件开展了长时间的连续前期观测，获取不同高度的高精度、高时空分辨率的风速风向数据，为开幕式举办时间段内的气象条件分析和预报提供历史观测数据。
国家高山滑雪中心依托延庆小海坨山天然山形规划建设了7条雪道，全长21公里，落差约900米，是国内最高等级的高山滑雪赛道。比赛期间，团队交付的激光雷达为在延庆赛区进行的高山滑雪分项提供气象保障。
在户外进行的滑雪比赛项目，风力大小、雪面状态直接影响着比赛成绩乃至选手的生命安全。以高山滑雪为例，选手沿高山赛道进行滑降和快速回转，赛时仅为一到两分钟，运动员最高时速可达140公里，一旦赛场风速超过18米/秒，必须立即停止比赛。可以说，天气预报和赛场气象实况就是雪上项目的发令枪。
精确测量三维风场
“传统的气象测量手段很难覆盖雪山赛道的整体和复杂地形，由于点位的限制，存在较大盲区。激光雷达可以提供覆盖整个雪山赛道的风场和湍流场的高时空分辨率的数据，这对于气象保障是至关重要的。同时，这些数据也为气象预备部门进入模式进行同化，提供了数据支撑，保障了雪上项目的顺利安全进行。 ”吴松华教授介绍。
团队自主研发的三维扫描型测风激光雷达，通过测量发射与空气中微粒反射回来的激光的频率差，也就是利用多普勒效应来观测空气的流动情况，能够实现对40米到6000米范围内风廓线的实时探测，获取高时空分辨率的大气风场，这被公认是精确测量三维风场的有效手段。
除了激光雷达设备要过硬，观测模式也非常关键。激光雷达团队基于自主研制的测风激光雷达，创新研发了适用于复杂地形的扫描探测模式及三维风场反演算法，实现了冬奥赛区和赛道三维风场的精细化探测覆盖，为冬奥会的气象保障提供了强有力的支撑。
观海新闻/青岛早报记者 陈勇通讯员 胡声锐 梁太宏
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