2月4日晚，第二十四屆冬季奧林匹克運動會開幕式在北京國家體育場舉行。在這場盛會中，來自中國海洋大學的“黑科技”——三維風場激光雷達保障了開幕式的順利舉行，并將在整個冬奧會舉辦期間發揮科技助力作用。
2020年伊始，海大信息科學與工程學部海洋技術學院吳松華教授帶領的激光雷達團隊接到國家氣象部門的委托，執行北京冬奧會三維風場激光雷達觀測保障任務。這是激光雷達團隊自2008年北京奧運會、2010年亞運會、慶祝中華人民共和國成立70周年大會后，再一次服務于國家重大活動保障任務。
北京冬奧會對于氣象保障的要求是“一場一策，一項一策”，要在時間上精確到分鐘級，在空間上精準到百米級。對于在戶外進行的滑雪項目來說，比賽時的風力大小、雪面狀態等都將直接影響選手的比賽成績，甚至影響選手的生命安全。以高山滑雪為例，選手沿高山賽道進行滑降和快速回轉，賽時僅為1－2分鐘，比賽期間運動員速度最高可達每小時140公里，一旦賽場風速超過18米／秒就必須立即停止比賽。可以說，天氣預報和賽場氣象實況就是雪上項目的發令槍。
團隊自主研發的三維掃描型測風激光雷達，通過測量發射與空氣中微粒反射回來的激光的頻率差，也就是利用多普勒效應來觀測空氣的流動情況，能夠實現對40米到6000米范圍內風廓線的實時探測，獲取高時空分辨率的大氣風場，被公認是精確測量三維風場的有效手段。
“傳統的氣象測量手段很難覆蓋雪山賽道的整體和復雜地形，由于點位的限制，存在較大盲區。激光雷達可以提供一種覆蓋整個雪山賽道的風場和湍流場的高時空分辨率的數據，這對于氣象保障是至關重要的，保障了雪上項目的順利安全進行。”吳松華介紹。
除了激光雷達設備要過硬，觀測模式也非常關鍵。激光雷達團隊基于自主研制的測風激光雷達，創新研發了適用于復雜地形的掃描探測模式及三維風場反演算法，實現了冬奧賽區和賽道三維風場的精細化探測覆蓋，為冬奧會的氣象保障提供了強有力的支撐。
團隊交付的設備，自2020年起就開始應用于全國冬運會、奧運會預備賽等各項冬季賽事，在內蒙古、延慶、張家口地區都開展了相關的測試和服務。
團隊交付的激光雷達被部署在北京國家體育場，對開幕式現場的氣象條件開展了長時間的連續前期觀測，獲取不同高度的高精度、高時空分辨率的風速風向數據，為開幕式舉辦時間段內的氣象條件分析和預報提供歷史觀測數據，保障開幕式的順利舉辦。
比賽期間，團隊交付的激光雷達為在延慶賽區國家高山滑雪中心進行的高山滑雪分項提供氣象保障。
海大激光雷達團隊一直秉持“創新引領，精益求精，勇于擔當，科技報國”的理念，緊密圍繞國家和行業重大需求，堅持自主技術創新和關鍵技術攻關，掌握了多項國際先進技術。在設備研發初期，光電轉換組件主要依靠國外進口，甚至連技術標準都要受制于國外。經過科研人員的不懈努力，團隊實現了激光器、光電探測器、數據采集器等核心器件的自主設計和制造，大大降低了設備的生產成本。
團隊帶頭人吳松華教授近年來主持了國家重點研發計劃、國家863計劃、國家自然科學基金等多個課題，其研究不僅在大氣三維風場和湍流的實時觀測、風力發電站選址布局、機場飛機起降安全和通行效率提升上有重大意義和實用價值，也為海洋和大氣的耦合研究提供了新的觀測技術和裝備。團隊研發的產品目前在氣象探測、環保監測、智慧風電領域已廣泛應用，為相關領域提供了關鍵技術保障和產品支持。
2018年，在政府和學校的全力支持下，吳松華教授帶領團隊成立了青島鐳測創芯科技有限公司，走上了產－學－研－用一體化的道路。2021年，吳松華教授代表企業向學校捐資設立“鐳測創芯·敏知獎學金”，用于支持和獎勵海大在讀學生，鼓勵學生的創新與個性化發展。（青島日報／觀海新聞記者 趙黎）
責任編輯：李莎莎
