精細(xì)化雪上運(yùn)動氣象指數(shù)類模型研究

喬媛 尹炤寅 李林

1. 北京市氣象服務(wù)中心 北京 101100；

2. 北京市氣象探測中心 北京 101100

引言

本文緊密結(jié)合服務(wù)需求研發(fā)精細(xì)化氣象指數(shù)產(chǎn)品，滑雪指數(shù)、觀賽指數(shù)和雪盲指數(shù)產(chǎn)品將在訓(xùn)練場和測試賽中不斷升級優(yōu)化，并通過公眾媒體發(fā)布，保障公眾滑雪安全和觀賽效果。

1 技術(shù)方法

分析氣象要素對滑雪運(yùn)動和觀賽的影響，結(jié)合專家打分法，確定關(guān)鍵氣象因子的影響權(quán)重，建立滑雪、觀賽和雪盲指數(shù)模型。利用隸屬函數(shù)分析法劃分各指數(shù)等級，制定各級氣象指數(shù)的提示信息和服務(wù)用語。

2 三類氣象指數(shù)模型的構(gòu)建

2.1 滑雪指數(shù)模型構(gòu)建

采用隸屬函數(shù)與權(quán)重分析結(jié)合的方法，選取降雪量、風(fēng)速、氣溫、能見度4個氣象因子，通過專家打分的方法建立滑雪指數(shù)模型。

2.1.1 降雪指數(shù)。

表1 降雪量對滑雪運(yùn)動影響分級標(biāo)準(zhǔn)

2.1.2 風(fēng)速指數(shù)。

表2 風(fēng)速對滑雪運(yùn)動影響分級標(biāo)準(zhǔn)

續(xù)表

2.1.3 氣溫指數(shù)。

表3 氣溫對滑雪運(yùn)動影響分級標(biāo)準(zhǔn)

2.1.4 能見度修正指數(shù)H。

表4 低能見度修正指數(shù)

2.1.5 滑雪指數(shù)計算 。

式中：S－滑雪指數(shù)；

R－降雪指數(shù)；

V－風(fēng)速指數(shù)；

T－氣溫指數(shù)；

H－能見度修正指數(shù)；a、b、c 為系數(shù) 。

按照權(quán)重分析法中專家打分法則確定權(quán)重比例：a∶b∶c=0.4∶0.4∶0.2

表5 滑雪指數(shù)等級劃分

2.2 觀賽指數(shù)模型構(gòu)建

采用風(fēng)寒溫度（WCT）進(jìn)行衡量觀賽舒適度，能見度是影響觀賞效果的重要?dú)庀笠蜃印?/p>

2.2.1 風(fēng)寒指數(shù)。本文采用以下公式計算風(fēng)寒溫度[1-2]：

當(dāng)風(fēng)速大于1.34m·s-1時，公式：

當(dāng)風(fēng)速等于或小于1.34m·s-1時，公式：

式（1）和（2）中：

WCT（℃）－風(fēng)寒溫度；

T（℃）－氣溫；

V（m·s-1）－10m高度處觀測風(fēng)速。

2.2.2 能見度修正因子。采用能見度指數(shù)H作為修正指數(shù)，根據(jù)德爾菲法，能見度在3km以上，無需修正；若能見度在3km以下，觀賽指數(shù)對應(yīng)增加1級。

2.2.3 觀賽指數(shù)模型構(gòu)建。

表6 風(fēng)寒溫度等級與觀賽指數(shù)

2.3 雪盲指數(shù)模型構(gòu)建

衡量雪盲易發(fā)度可從紫外線強(qiáng)度、地表反照率及暴露時間、過往病史4個方面進(jìn)行考慮[3]。

2.3.1 紫外線等級修正指數(shù)（Iuv）。

表7 紫外線對造成雪盲的可能性分級標(biāo)準(zhǔn)

2.3.2 地表反照率修正指數(shù)（Ial）。

表8 不同條件下的地表反照率修正指數(shù)分級情況

2.3.3 暴露時間修正指數(shù)（Idu）。

表9 氣溫對滑雪運(yùn)動影響分級標(biāo)準(zhǔn)

2.3.4 眼部病史修正指數(shù)（Imh）。

如服務(wù)對象曾患有青光眼、白內(nèi)障等疾病，則需進(jìn)行此項修正，取值為1。

2.3.5 雪盲指數(shù)計算。

式中：Sb－雪盲指數(shù)；

Iuv－紫外線等級修正指數(shù)；

Ial－地表反照率修正指數(shù)；

Idu－暴露時間修正指數(shù)；

Imh－眼部病史修正指數(shù)。

表10 雪盲指數(shù)等級劃分

3 結(jié)束語

影響雪上運(yùn)動的顯著氣象因子有降雪量、風(fēng)速、氣溫、能見度。當(dāng)滑雪指數(shù)S≤1.4時，適宜滑雪；當(dāng)1.4＜S≤2.1，可能出現(xiàn)少量或短時不利天氣，比較適宜滑雪；當(dāng)2.1＜S≤3.0，天氣狀況不好，不適宜滑雪；當(dāng)S＞3.0時，天氣狀況惡劣，非常不適宜滑雪[4]。

影響觀賽體驗感的有風(fēng)寒溫度（WCT）和能見度因子。當(dāng)-9≤WCT＜0時，適宜觀賽；當(dāng)-10≤WCT ＜-27時，存在中度凍傷風(fēng)險，較適宜觀賽；當(dāng)-28≤WCT ＜-39時，裸露皮膚10～30min凍傷，不太適宜觀賽；當(dāng)-40≤WCT ＜-47時，不適宜觀賽；當(dāng)WCT≤-48時，非常不適宜觀賽[5]。

雪盲的產(chǎn)生是強(qiáng)紫外線、高地表反照率、長時間暴露的共同作用。當(dāng)雪盲指數(shù)Sb＜1.0時，不會發(fā)生雪盲；當(dāng)雪盲指數(shù)1.0≤Sb＜2.5時，不易產(chǎn)生雪盲，仍需注意防護(hù)；當(dāng)雪盲指數(shù)2.5≤Sb＜5.0時，需加強(qiáng)防護(hù)；當(dāng)雪盲指數(shù)Sb＞3.0時，極易導(dǎo)致雪盲，必須采取防護(hù)措施。