精细化雪上运动气象指数类模型研究

乔媛 尹炤寅 李林

1. 北京市气象服务中心 北京 101100；

2. 北京市气象探测中心 北京 101100

引言

本文紧密结合服务需求研发精细化气象指数产品，滑雪指数、观赛指数和雪盲指数产品将在训练场和测试赛中不断升级优化，并通过公众媒体发布，保障公众滑雪安全和观赛效果。

1 技术方法

分析气象要素对滑雪运动和观赛的影响，结合专家打分法，确定关键气象因子的影响权重，建立滑雪、观赛和雪盲指数模型。利用隶属函数分析法划分各指数等级，制定各级气象指数的提示信息和服务用语。

2 三类气象指数模型的构建

2.1 滑雪指数模型构建

采用隶属函数与权重分析结合的方法，选取降雪量、风速、气温、能见度4个气象因子，通过专家打分的方法建立滑雪指数模型。

2.1.1 降雪指数。

表1 降雪量对滑雪运动影响分级标准

2.1.2 风速指数。

表2 风速对滑雪运动影响分级标准

续表

2.1.3 气温指数。

表3 气温对滑雪运动影响分级标准

2.1.4 能见度修正指数H。

表4 低能见度修正指数

2.1.5 滑雪指数计算 。

式中：S－滑雪指数；

R－降雪指数；

V－风速指数；

T－气温指数；

H－能见度修正指数；a、b、c 为系数 。

按照权重分析法中专家打分法则确定权重比例：a∶b∶c=0.4∶0.4∶0.2

表5 滑雪指数等级划分

2.2 观赛指数模型构建

采用风寒温度（WCT）进行衡量观赛舒适度，能见度是影响观赏效果的重要气象因子。

2.2.1 风寒指数。本文采用以下公式计算风寒温度[1-2]：

当风速大于1.34m·s-1时，公式：

当风速等于或小于1.34m·s-1时，公式：

式（1）和（2）中：

WCT（℃）－风寒温度；

T（℃）－气温；

V（m·s-1）－10m高度处观测风速。

2.2.2 能见度修正因子。采用能见度指数H作为修正指数，根据德尔菲法，能见度在3km以上，无需修正；若能见度在3km以下，观赛指数对应增加1级。

2.2.3 观赛指数模型构建。

表6 风寒温度等级与观赛指数

2.3 雪盲指数模型构建

衡量雪盲易发度可从紫外线强度、地表反照率及暴露时间、过往病史4个方面进行考虑[3]。

2.3.1 紫外线等级修正指数（Iuv）。

表7 紫外线对造成雪盲的可能性分级标准

2.3.2 地表反照率修正指数（Ial）。

表8 不同条件下的地表反照率修正指数分级情况

2.3.3 暴露时间修正指数（Idu）。

表9 气温对滑雪运动影响分级标准

2.3.4 眼部病史修正指数（Imh）。

如服务对象曾患有青光眼、白内障等疾病，则需进行此项修正，取值为1。

2.3.5 雪盲指数计算。

式中：Sb－雪盲指数；

Iuv－紫外线等级修正指数；

Ial－地表反照率修正指数；

Idu－暴露时间修正指数；

Imh－眼部病史修正指数。

表10 雪盲指数等级划分

3 结束语

影响雪上运动的显著气象因子有降雪量、风速、气温、能见度。当滑雪指数S≤1.4时，适宜滑雪；当1.4＜S≤2.1，可能出现少量或短时不利天气，比较适宜滑雪；当2.1＜S≤3.0，天气状况不好，不适宜滑雪；当S＞3.0时，天气状况恶劣，非常不适宜滑雪[4]。

影响观赛体验感的有风寒温度（WCT）和能见度因子。当-9≤WCT＜0时，适宜观赛；当-10≤WCT ＜-27时，存在中度冻伤风险，较适宜观赛；当-28≤WCT ＜-39时，裸露皮肤10～30min冻伤，不太适宜观赛；当-40≤WCT ＜-47时，不适宜观赛；当WCT≤-48时，非常不适宜观赛[5]。

雪盲的产生是强紫外线、高地表反照率、长时间暴露的共同作用。当雪盲指数Sb＜1.0时，不会发生雪盲；当雪盲指数1.0≤Sb＜2.5时，不易产生雪盲，仍需注意防护；当雪盲指数2.5≤Sb＜5.0时，需加强防护；当雪盲指数Sb＞3.0时，极易导致雪盲，必须采取防护措施。