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用2000+张照片,捕捉冬奥赛场“雪”的秘密

保障冬奥赛事的 中国气象 2021-09-07

一场雪,故宫,变成了紫禁城

(雪中的故宫似乎回溯了时光)


西安,梦回长安

(钟楼上的雪,有一种特别的美)


冬奥赛区,分外动人

(河北张家口,雪后的崇礼区太子城冰雪小镇)



隆冬时节,华北大地碧空如洗,山区银装素裹。


1月18日至19日,习近平总书记冒着严寒先后来到海淀、延庆、张家口等地,深入体育场馆、训练基地、交通枢纽等,实地了解北京2022年冬奥会、冬残奥会筹办情况。



☝ 习近平考察北京冬奥会、冬残奥会筹办工作


这个冬天,张家口冬奥赛区有一群特殊的气象人
他们穿着颜色统一的队服
在每个飘雪的日子 用显微镜记录“每一片雪”


雪粒子形状和雪深观测。图/范俊红 张晓瑞


来看本期《科学·日记》



北京冬奥会降雪粒子科学观测实验小组


● 由河北省张家口赛区气象服务团队12名成员组成。

● 其任务是在云顶雪场和崇礼区气象局采集雪花,通过显微镜观察雪花粒子形状、尺寸和凇附程度等特征,并拍下照片、做好文字记录,同时进行降雪量和雪深观测,以进一步分析赛区山地环境下不同降雪粒子与气象条件及雪深的关系,提高降雪量和雪深预报准确率

  


用显微镜为冬奥雪花“体检”


口述:北京冬奥会降雪粒子科学观测实验小组组长 范俊红
整理:张曦丹 王旭海 王亮

图/范俊红

真的是哈口气都成雾的时节!
1月8日清晨,刚刚经历2021年首场强寒潮的河北省张家口市崇礼区,格外寒冷。  8时,-26℃,雪落崇礼。
冬奥降雪粒子观测实验小组组员按照既定计划开始新一轮观测实验。“预知”降雪量较小,为了不错过这轮降雪过程,我们提前将观测地点由冬奥雪场“挪”到崇礼区气象局。  4人小分队分为两组,轮流到院子里开展观测实验,从降雪开始为起点,以雪停为结束,每小时进行一次观测。
当天的观测持续了14个小时,累计完成14组数据的采集。  这般严寒的天气也不是实验小组第一次遇到,今冬以来最难忘的是2020年11月17日的那次雪场观测。当日傍晚,我们一行四人乘车赶赴云顶滑雪场。
根据预报,17日夜间到19日,崇礼会迎来今冬以来首场明显降雪。面对今冬首次开工且是雨雪转换过程,大家都格外重视。  夜里,一条条雪道犹如银龙盘踞在山岭间,蔚为壮观。
行走在雪道之上,寒风猎猎,吹在脸上如刀割般疼。


降雪粒子采集。图/杨玥

  

观测实验租用的公寓位于雪道旁,一楼的开放式阳台正好方便观测。由于长期无人居住,公寓内冰冷无比,更糟糕的是,空调居然也坏了。  为了不耽误观测实验,队员们加快手上动作——将仪器一个一个从箱内小心取出,组装和调试显微镜、显示器、照相机等观测设备。
为了获取实验点位的降水量,队员们还特意带上了崇礼区气象局提供的雨量筒和台秤。  等雪的过程总是格外漫长。
我们4人轮流到门外查看是否有雨雪落下,渐渐地,夜深了。临近夜里两点,雨如约而至。与后方做预报的同事交流后,得知18日上午雨才会转为降雪,我们决定先休息,为后续观测积蓄能量。  为了研究海拔高度和雨雪转换时间的关系,18日一早,大家“兵分两路”,一组到山顶(海拔2098米),一组留在观测点(海拔1825米)记录雨雪转换时间和观测粒子形状。
整个上午,山顶的两名队员轮流用衣袖采集雪花,判断雨雪相态,观测雪花形状。


云顶山顶用袖子采集雪花进行粒子形状观测判断相态转换。图/张曦丹 张晓瑞

  

几个小时下来,两人的袖子湿透,帽子也在滴水。
降雪稳定,山顶队员下山汇合并采集雪花,观测雪花形状、尺寸、凇附程度,同时进行雪深、降雪量的测量,一忙活就到了19日凌晨。  采集雪花、观测形状、测量降水量和雪深、更换雨量筒、称重、拍摄照片和视频、换洗载玻片……看似简单的流程,过程却不轻松。


2020年11月18日,在云顶山顶粒子形状和雪深、降水量观测记录


为了保证雪花完整,观测要在户外进行,大多数夜间的温度都低于-20℃,队员要克服低温的困难。
为了操作灵活,雪花采集、使用显微镜观测和记录等过程都要在不戴手套的情况下进行,几分钟的时间,手指就会冻僵。用载玻片采集雪花,队员要屏住呼吸,并尽可能让载玻片远离身体,因为一不小心就会造成雪花融化。
这样一来,仅一次观测实验就需要多次采集才能完成。
每次大功告成后,窝在沙发上的大被子里取暖,成了大家最狼狈却也最暖心的方式。  自2019年底迄今,我们已深入赛区雪场10余次,累计进行昼夜不间断观测200余小时,记录照片2000余张——


观测图片


积累了丰富的观测实验数据,系统性总结了不同降雪粒子的温度、湿度、上升运动条件,特别是崇礼地形云降雪粒子形状及对应的温湿条件,得到了不同粒子形状、凇附程度的雪水比,为研究赛区山地降雪机理和雪深预报积累了观测基础;通过对观测的降水粒子图片的尺寸和形状进行整理,制作了崇礼赛区地面降雪粒子图谱,加深了冬奥预报员对赛区冬季降雪的认识,并为冬奥科普积累了宝贵的素材。


最后——
雪花或许记不住他们的名字,但雪场留有气象人奋战的身影。他们是:范俊红、刘华悦、张晓瑞、杨玥、张曦丹、孔凡超、唐凯、董全、李禧亮、陈子健、李嘉睿、徐玥
以冬奥为契机,逐复兴之梦想,北京2022年冬奥会和冬残奥会将为新时代写下如冰雪般洁白耀目的注脚。


张家口赛区,跳台滑雪队训练现场


一届精彩、非凡、卓越的奥运盛会,近了。




号外 号外


崇尚科学勇于创新的民族才是最有希望的民族。党的十九届五中全会提出,要坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位,把科技自立自强作为国家发展的战略支撑中国气象局也明确要加快构建自立自强、开放协同的气象科技创新体系,加强气象人才队伍建设。
今日起,开设“科学·日记”这一融媒体栏目,将持续在《中国气象报》、“中国气象”微信公众号以及中国气象新闻网等同步更新发布,以气象科技工作者的视角带读者走进气象科学实验、试验和科学考察现场,见证气象科研的苦与乐,感悟气象科技魅力。

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审核:段昊书
作者:中国气象报通讯员张曦丹、王旭海,记者王亮
编辑:热干面
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