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學(xué)校要聞

哈工大“冰雪魔法”助力亞冬會賽道風(fēng)場氣象保障

2025年01月26日

哈工大全媒體(張又元/文 李彪/圖)近日,第九屆亞洲冬季運(yùn)動會氣象臺與我校能源科學(xué)與工程學(xué)院、體育部組成聯(lián)合團(tuán)隊,在亞布力自由式滑雪空中技巧賽場開展了賽道風(fēng)場超精細(xì)圖像測速觀測,成功解析了空中技巧項目跳臺上方關(guān)鍵區(qū)域的復(fù)雜流場特征,標(biāo)志著這一技術(shù)在滑雪賽事中的應(yīng)用邁出重要一步。

“自由式滑雪空中技巧項目對氣象條件要求苛刻,規(guī)定1分鐘平均風(fēng)速不大于3m/s,氣象往往是‘發(fā)令槍’。此次合作是亞冬會應(yīng)對復(fù)雜小微局地氣象挑戰(zhàn)、提升賽事保障水平的重要探索?!眻F(tuán)隊負(fù)責(zé)人帥永教授說,“新技術(shù)以激光示蹤隨風(fēng)起舞的雪花運(yùn)動,在大空間內(nèi)實測高時空分辨率的二維瞬時風(fēng)場,從微觀層面揭示賽道風(fēng)場特征,為超精細(xì)氣象服務(wù)提供了新的可能,更讓復(fù)雜的氣象數(shù)據(jù)可視化、直觀易懂,為教練和運(yùn)動員提供高維信息參考?!?/p>

近年來,團(tuán)隊對這項技術(shù)進(jìn)行了深入研究與開發(fā),妙用“冰雪魔法”讓寒風(fēng)顯形,創(chuàng)新提出冬季運(yùn)動的賽道風(fēng)場超精細(xì)圖像分析方法,以激光顯示雪花運(yùn)動軌跡,精準(zhǔn)記錄風(fēng)中雪花的動態(tài)變化,通過高時空分辨率的圖像模型求解并反演其瞬時風(fēng)場,實現(xiàn)毫秒級、分米空間分辨力的二維風(fēng)場實測,從而精細(xì)分析賽道局地的超微氣象尺度流動結(jié)構(gòu)。

亞冬會空中技巧賽道跳臺區(qū)大尺度風(fēng)場超精細(xì)圖像實測

據(jù)團(tuán)隊技術(shù)負(fù)責(zé)人李彪副教授介紹,與傳統(tǒng)測風(fēng)技術(shù)如激光測風(fēng)雷達(dá)、多要素氣象站等相比,賽道風(fēng)場超精細(xì)圖像分析技術(shù)具有更高的瞬時流場測量維度和時空分辨率。我們可以形象地理解,該技術(shù)以每0.033秒間隔,同時捕捉約一個籃球場平面面積上間隔2分米的上萬個點的瞬時風(fēng)速、風(fēng)向信息,并通過計算機(jī)模型求解、反演,以可視化的流場圖像顯示出來。

團(tuán)隊成員體育部孟述教授、張成剛副教授分別擔(dān)任本次亞冬會U型場地技巧項目競賽長和大跳臺項目競賽長助理。他們表示,自由式滑雪U型場地技巧、大跳臺以及空中技巧項目的比賽都是極具速度和技巧的項目,比賽過程中對賽場的風(fēng)速和風(fēng)向敏感,不利的賽道風(fēng)局部亂流和切變可能干擾運(yùn)動員成績,甚至直接影響運(yùn)動安全。此技術(shù)可以幫助競賽團(tuán)隊更直接地觀察、分析賽道關(guān)鍵區(qū)域氣流情況,對于運(yùn)動員提高競技成績,特別是保障運(yùn)動安全具有重要意義。

逆賽道風(fēng)向時跳臺前緣高速切變與側(cè)向風(fēng)局部切變平均流場可視化

此外,來自亞冬會氣象臺的聯(lián)合研究成員表示,創(chuàng)新引入哈工大可視化測風(fēng)技術(shù),將助力冬季運(yùn)動會賽道風(fēng)場精細(xì)氣象觀測及預(yù)報進(jìn)入高時空分辨率模式,未來形成賽道級局部超微氣象預(yù)報服務(wù)技術(shù)能力,以期為賽期安排、賽道評估、競賽輔助等提供更豐富的科學(xué)依據(jù)。此次合作不僅促進(jìn)了冬季運(yùn)動賽事氣象監(jiān)測技術(shù)的進(jìn)步,也推動雙方在科學(xué)研究、人才培養(yǎng)、技術(shù)成果轉(zhuǎn)化等方面建立了更加緊密的合作,共同探索更多領(lǐng)域的新技術(shù)應(yīng)用,為我國冬季運(yùn)動賽事氣象預(yù)報事業(yè)的發(fā)展作出更大貢獻(xiàn)。

亞冬會空中技巧全賽道流場監(jiān)測現(xiàn)場示意圖


責(zé)任編輯:商艷凱

審核:宋玲 李守斌

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