奥运会项目有哪些特征（拿冠军也要看天气？了解体育运动与气象的不解之缘）

　　体育运动想获得好成绩，天时地利人和缺一不可，气象更是天时重要的一部分。

　　事实上，在体育领域，气象一直是绕不开的话题。研究表明，各种气象要素都可能影响体育比赛的场地、过程甚至引发运动员的心理和生理变化，像登山、滑雪、赛车、高尔夫、马拉松等不少比赛项目对场地温度、湿度、风向、是否降雨降雪等天气因素要求都很高，遇有暴雨、雷击、冰雹等恶劣天气，会给运动员与观众的安全带来极大的危害，至少给赛事日程和文体活动效果带来不利影响。例如第五届全运会在上海召开时遇到了台风，从早晨开始下大雨持续约两昼夜，开幕式只得推迟举行，因此提升预报精确度成为赛事重要的技术保障环节，也是体育赛事能否成功举办的重要因素。

　　

　　体育活动是积极的典型的生命活动，气象环境、天气气候条件是包括体育在内的生命活动的必要条件和充分条件。研究气象和体育的关系，据此对某一些地区的气候和天气情况进行鉴定，可以评价该地区的体育气象资源条件，也可以合理安排具体项目以及各项运动最合适比赛时间、地点，为使运动员的体能得到最佳发挥提供科学依据。

　　良好的气象条件和较完善的气象服务，历来是大型体育盛会开幕和闭幕式成功与否的关键性因素之一。

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　　气象如何影响体育赛事？了解天气与比赛的“秘密”

　　体育比赛与气象因素关系密切。能否精准、及时掌握赛场天气情况，对于许多户外项目，如田径、赛艇、帆船帆板、足球、马术等，意义重大。例如，逆风使短跑成绩降低，顺风则使成绩提高，另外逆风可使投掷成绩提高；没有风时帆船帆板失去了动力，无法比赛；风太大时会有危险，也不能比赛。跳伞运动中驾驶员要根据高空风向风速、能见度等条件计算和修正飞机航向；运动员要视风的情况调整和控制好合适的飘落速度，修定落点靶标的偏差等。可见使用好气象，抓住有利天气时机，就能够取得较理想的成绩。于不同体育项目的特点不同，剧烈程度不同，需氧、散热不同等，又要使体能和肌肉处于较好状态，所要求的最适气象条件也不相同。例如：短跑和一般田径运动最好在温度为15~20℃，相对湿度为50％~60％，风速为0.5~2.0m/s的气象条件下进行；而运动时间长，能量消耗大，需氧和散热多的长跑（如马拉松等）最好在温度为8~15℃，相对湿度为30~60％，风速2~5m/s的气象条件下进行。羽毛球运动则由于球体较轻，运动量较大等特点，要求在基本无风，相对湿度不大于60％，温度为7℃左右的情况下进行为宜。

　　气象条件对射击、射箭、飞碟等瞄靶项目的影响也十分突出。研究认为，在射击比赛当中，当气温为15℃、气压为1000百帕、场地的海拔高度为1000米、空气相对湿度为50％以及静风，这样的天气条件是最为有利的。不过，当射击场上风速超过4m/s时，可能伴有突然的风速和风向变化，射出的子弹就会偏离靶心，对射击等项目的成绩影响较大。一个好射手往往能够根据当时的顶风、顺风、逆风、侧风等气象条件，随时进行射击纠偏。

　　在遇有运动员刷新全国或世界纪录者，在申报所创纪录时，必须严格填写场地、器材与风、温度、湿度等气象数据。在各类全国比赛及世界大赛中，多次出现过因超过风速致使所创成绩不能算作新纪录的遗憾。像马拉松比赛也因考虑到每次比赛的气象条件及道路等情况不同，规定只记录获奖名次和最好成绩，而没有世界纪录的具体数据。

　　气候条件影响海上赛事航行路线和策略的制定，而比赛期间盛行的天气条件（风向、阳光、云和风暴等）以及它们的变化也影响着比赛战略和策略的制订。

　　

　　根据不同的气象因素对部分竞赛项目的影响程度，中国天气统计了以下图表。可以看出五个主要气象要素对各项运动有着不同大小程度的影响，其中风力的影响程度最为明显，覆盖了出篮球之外的各项运动。

　　

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　　逐风而行，看不同体育运动的“风”向标

　　飞行运动

　　飞行需要的天气保障，不仅仅是起飞和着陆时的近地面天气条件；航线上的天气条件，包括不利的风、风切变、湍流、结冰、热对流、山地波动以及恶劣天气等，对飞行也至关重要。

　　滑翔翼比赛必须选择适宜的气象条件，首先滑翔翼要迎风起飞，而到高空则为顺风滑行，因此不仅要根据场地选择适宜的风向，还要选择适宜的风速，风速过小，没有足够张力支撑，难以起飞；风速过大，起飞时则不易控制，容易引发事故。

　　

　　气球运动

　　很难列举出其它项目比操纵气球更加依赖于天气条件及其准确的预测了，竞赛性的、休闲性的或商业性的气球操纵莫不如此。驾驶热气球或气球，领航员唯一使用的方法是改变气球高度，抛掉压舱物或释放热空气或放掉球内气体，以适应不同的风向风速条件。一旦携带的燃料或压舱物耗尽，气球只能被强行着陆。沿飞行路线的天气条件和高空风的正确预报是非常重要的。

　　

　　航海运动

　　1995年美国杯航海比赛，要求圣地亚哥地区的天气条件是微风轻浪。然而这里风向特别，会随时出现40°以上变化。在1995年的比赛中，新西兰队雇佣了专门的天气咨询员，他给领航员提供每天天气简报。对于决赛的第二场比赛，美国队和新西兰队在风的预报上有所不同，美国队预测比赛期间是弱风条件，而新西兰队预测比赛期间风力要增加。结果尽管新西兰队晚出发，却以4分14秒取得胜利。

　　

　　划船运动

　　蒲福依照水面状况的描述设计的风力等级表，直至今天，对每个船员来说，仍然有用。

　　

　　在皮划艇、赛艇比赛之前，经常看到运动员和教练员摘下注册卡，拎起来让它随风摆动，从而测出大致的风向。对于皮划艇，尤其是划艇运动来说，好的风向可以让运动员借风势得到事半功倍的效果，因为划艇运动员船上没有舵，完全靠桨来控制方向，如果风向对运动员有利，可以产生巨大的优势。

　　帆船帆板和天气的关系紧密很多，帆船帆板需要风速达到3m/s才能起航。所以，帆船比赛经常出现一个很有意思的现象，“武装整齐”的裁判员各就各位，眼巴巴地盼着老天赐大风，有时一等就是一下午，最终还是因为风力过小延迟比赛。而有时风力特别好，原定一轮的比赛还可能临时增加到两轮。当风力大于12m/s时，则考虑到安全因素而停止比赛；从比赛公平角度，若风向摆动大于50°，停止比赛。可见，水上比赛确实需要好的“天时”。

　　

　　对大水体的近岸活动，由海洋和陆地表面受热的日变化差异形成的海陆风也是重要的。

　　田径运动

　　短跑、跨栏等田径项目中，顺风和逆风的不同气象条件，运动员的成绩差别是明显的。通常顺风风速每秒2米时跑百米要比无风时快0.16秒。正因为如此，国际田联规定在200米以下的径赛及跳远、三级跳远等项目比赛，均需测定风向风速。凡顺风时平均风速超过2m/s者，只计算成绩，所创纪录不予承认。此外，全能运动的单项成绩，凡风速超过4m/s者，其全能运动纪录不予承认；如单项风速超过4m/s者，该单项成绩仍可评分和计算名次，但不得将此成绩和总分作为正式成绩。

　　投掷运动

　　不同风速风向对铁饼比赛的投掷影响比较复杂，只要掌握一个恰当的投掷角度，不管是顺风或是逆风，风速增加都会影响投掷距离。在顺风风速≤2m/s时，男子铁饼的最佳起始投掷角33~34°，逆风时应为34~38°；女子铁饼在顺风时的最佳投掷角应为37~45°，逆风时应为21~31°。

　　

　　据试验研究，直径12厘米的铅球逆风1.4m/s时，投掷距离缩短14~15cm；链球在5m/s时，顺风飞行距离可增加65cm；标枪在逆风时最佳投掷角一般为33~35°，在顺风时最佳投掷角（风速≤2m/s）为35°。

　　

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　　保障体育赛事，需要气象做什么？

　　随着冬奥会，亚帆赛等体育赛事在我国的开展，体育气象的保障服务已成了越来越重要的需求，不论大型国际体育赛事还是小规模运动会或日常运动训练，都要受到气象条件的制约和影响。越是大型体育活动，越需要准确及时有效的气象预报服务保障和某些特殊的专项服务。

　　帆船项目可能是奥运项目中最有特点的一个，他的开赛时间并不固定，要看什么时候天气合适，也没有世界纪录，这就是帆船醒目的独特之处。帆船比赛到底什么时候开赛合适呢？这就要等裁判长根据气象团队提供的气象数据决定，由于帆船通过风的动力前行，而且还是海上项目，风力太小项目就没办进行，风力太大会对参赛选手的安全没有保障，所以说帆船是受气象天气影响最大，也是对气象条件要求最苛刻的体育项目。

　　俗话说“靠山吃山，靠水吃水”。作为受气象条件影响最大的运动项目之一，帆船在风大时不能进行，风小时也不可以，最佳的风速是3~20米/秒之间，风向摆动在50°以内，能见度超过1500米才是最适合帆船比赛进行的条件。帆船既可在动压力的推动下顺风行驶，也可在静压力推动下逆风行驶。但帆船的航向不是完全没有限制，在正逆风左右各约45°角内，是无法产生有效的推进力的。但是太顺风也不是很好的，因为这时伯努利效应消失。船靠风对帆的动压力推动，而动压力的大小决定于风对帆的相对速度，相对速度越大，动压力就越大。然而船在动压力的推动下，前进速度逐渐增加，风与船相对速度就会减小，因而风对帆的动压力减小，船速会再度慢下来，同时会进入不稳定状态。

　　在弱风条件下准确预报出符合比赛要求的有风时段，是帆船比赛气象服务的重点，也是精细化风场预报的难点，如何对海面风场进行精细化探测则成了帆船比赛气象服务的重要前提。

　　传统的气象测量手段很难覆盖海面的赛场区域，由于点位的限制，存在较大盲区，预报结果不够精细化，无法对具体比赛起到太多提醒作用。测风激光雷达可以提供一种覆盖整个赛场区域的风场和湍流场的高时空分辨率的数据，能为帆船比赛提供高精度、高时间分辨率的海面风场信息。一方面可以实时掌握海面风场的分布情况，作为能否比赛的依据;另一方面，可以为数值天气预报提供可靠的初始值，用于高精度海面风场的预报。

　　

　　大舜激光自主研发的三维扫描型测风激光雷达，通过测量激光束与空气中气溶胶粒子作用的多普勒频移来获取风速，也就是利用多普勒效应来观测空气的流动情况，能够实现对30米到10000米范围内风廓线的实时探测，获取高时空分辨率的大气风场，被公认是精确测量三维风场的有效手段。

　　

　　1. 激光测风雷达显示平台以伪彩图的方式显示赛区范围内实时和平均风速风向，风羽图、伪彩图数据实时更新频率为3~4s。

　　2. 根据赛区的水平风场情况，当风速超出警戒阈值时自动生成预警预报信息。

　　另外，高精度的海面风场实时观测结果还可以在赛前训练和备战阶段帮助帆船运动员选择合适的航线以提高训练效果。

　　除了海上帆船运动，大舜DSL-W测风激光雷达同样适用于地形复杂的户外滑雪场地观测，配合三维扫描振镜，多种扫描模式（PPI,RHI,VAD,DBS,CAPPI等）的组合，适用于复杂地形的扫描。团队研发的产品目前在海洋气象探测、环保监测、军事气象保障、民航气象保障中已实现业务应用，在未来绿色发展的背景下，未来将进一步拓展风场探测的应用领域，为相关场景提供关键性技术支持与服务。