昨天，北京冬奥会三大赛区普降大雪，尤其张家口赛区，受地势、纬度等多重因素影响，肉眼可见的降雪强度大于北京赛区。也因此，包括谷爱凌参加的女子自由式滑雪坡面障碍技巧资格赛等部分雪上项目推迟至今天举行。
“原来冬奥会项目还能因为天气原因推迟。”“原来雪上项目的保障不仅仅是人造雪那么简单，还需要足够的气候条件。”……一场大雪，对国内很多接触冰雪项目不久的观众们来说，又增加了一些“知识点”。
自由式滑雪、高山滑雪、越野滑雪……冬奥会中，雪上项目基本都在户外举行，天气情况对户外项目的顺利举办，以及运动员的发挥具有重要影响。“因此对我们来说，准确把握风向、温度、湿度等信息对赛事保障至关重要。”北京市气象局总工程师季崇萍表示。
风云三号气象卫星
在气象领域，天气预报的准确率一直都是一个难题。对于像冬奥会这样的重大赛事，中国这次是又是如何提高预报精度的呢？“这离不开风云三号气象卫星，也离不开太赫兹遥感技术给大气层‘做CT’。”北京理工大学集成电路与电子学院教授胡伟东介绍。
2021年7月5日7时28分, 风云三号E星在酒泉卫星发射中心发射成功，成为世界上首颗晨昏轨道气象卫星。有了这颗晨昏轨道气象卫星，我国在保持高精度全球成像和大气垂直观测能力的基础上，有效地提高了全球数值天气预报精度和时效。
北京冬奥会期间，国家卫星气象中心和北京理工大学团队就利用风云三号气象卫星获取北京-张家口区域的遥感数据，为赛场提供精准的温度、湿度、风场和降雪等天气预报信息。
“要对冬奥天气作出预测，首先要有足够的天气数据，而风云三号气象卫星搭载的微波成像仪(MWRI)，就可以提供海量信息。”胡伟东表示。风云三号气象卫星可全天候、全天时观测大气，在探测波段方面实现了紫外、可见、红外和微波的全波谱探测。
依托强大的风云三号气象卫星，北理工团队可以获取全球、全天候、三维、适时准确的大气参数、地表参数、海洋动力环境参数等数据，同时，利用微波太赫兹遥感技术探测卫星所搭载的微波成像仪(MWRI)，又能获取雪深、雪水当量等重要的积雪参数。“把风云三号气象卫星和微波太赫兹遥感技术探测卫星的能力综合在一起，相当于给大气层做了一个‘CT’，让我们可以全方位了解大气的状态。”胡伟东说。
冬奥会区域卫星遥感图像处理前后对比
为何风云三号气象卫星一定要配合微波太赫兹遥感技术一起“行动”，才能进一步提高天气预报的精度？原来，相比于统光学遥感、SAR遥感，微波太赫兹遥感不仅可以提供全天时、全天候探测，而且穿透力强，可对云层遮挡下的环境进行探测。其独特的频谱特性还能针对性地得到海冰、海风、水汽、雪深、雪水当量、温度等信息，从而为冬奥赛场的天气预报提供数据支持。
不过，由两大卫星采集到的原始数据成像比较模糊，相关团队需要把原始图像空间分辨率提高4至8倍，才能真正为北京冬奥会的天气预报提供准确的信息。“即要把原始图像上的‘马赛克洗掉’，运用空间分辨率增强技术，提高分辨率。”团队成员姚智宇介绍，分辨率提高后，清晰的卫星图像让冬奥会区域“一览无遗”。
应用分辨率增强技术对冬奥地区雪深进行超分辨图像
仅仅提高图像的分辨率，还不足以让冬奥会的天气预报变得精准。因为图像数据本身并不具备物理含义，无法直接得出天气信息，所以需要通过计算，对雪深、风场、降雨量等进行反向推演，才能对冬奥会比赛区域的雪深情况行更精准的预报。
“通过一系列技术处理，当前，我们气象保障团队不仅可以知道冬奥会赛场上的每条滑雪赛道雪深为多少，还可以知道风力有多大、是否有降雪等一切问题。”胡伟东表示，在各方团队的共同努力下，北京冬奥会一定会将天气因素对运动员成绩、安全的影响降到最低。
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