北京奥运会比赛期间，抵达赛场的道路交通气象预报是重要服务项目。2008年5月初，北京市专业气象台承担了北京城区环线和市区高速公路的短期天气预报与服务任务，城区环线和高速公路的气象预报方法既要客观、又要具备较高的自动化程度和操作便捷的功能。为此，需要借鉴奥运气象研究成果的思路^[1-6]及统计学原理应用成果^[7-10]。经技术准备、软件开发、业务试验、调整预报技术环节，实现了人机交互操作，在气象服务平台上生成北京市二环至五环路4个方位（东、南、西、北）和5条高速公路的空间精细化气象要素预报产品，提高了奥运交通气象服务的工作效率。

北京的街道纵横交错，交通四通八达。从应对通往奥运赛场道路的气象服务考虑，选择北京主要交通路段和路段上自动气象站的监测数据是研究奥运交通气象预报服务产品的必备条件。

北京的环路知名度高，八达岭、京承、机场高速路是通向赛场和参观名胜古迹的主要路线。为此，选择奥运交通气象服务的路段位于二环、三环、四环、五环、机场高速路、八达岭高速公路、京承高速公路、京津塘高速、京沈高速上（图 1）。

图 1

图 1. 北京奥运交通气象服务路线分布图 Fig 1. The distribution of meteorological service route for Beijing Olympic traffic

为了客观地预报出奥运交通路段最高气温、最低气温、路面最高温度、路面最低温度、相对湿度及能见度等气象要素，选择出代表各路段的自动气象站和路面自动监测站（表 1)。

表 1

表 1 北京奥运交通路段名称和对应的自动气象站一览表 Table 1 The schedule of the traffic section names of Beijing Olympic and the corresponding automatic weather stations

表 1 北京奥运交通路段名称和对应的自动气象站一览表 Table 1 The schedule of the traffic section names of Beijing Olympic and the corresponding automatic weather stations

在选取自动气象站气象要素资料时，因为建站的时间长短各异，从便于统计分析的角度考虑，统一选择2007年6月1日00:00(北京时，下同）至9月30日00:00逐时气象要素资料作为北京交通路段气象预报的研究样本（完整样本为2928个，因电源和设备故障会有缺测时次）。路面自动气象监测站选择2007年6月1日一9月30日逐日的气象要素为研究样本 (样本为122个）。

北京奥运交通路段上的自动气象站监测显示：各交通路段的最高 (低) 气温、最高（低）路面温度、相对湿度等气象要素存在差异。在奥运交通气象服务中，如何客观预报各路段气象要素的差别成为重点。本文基于北京市气象台短期天气预报业务，引用空间环境的气候差异的关系式，预测奥运交通路段气象要素预报产品。通过统计各路段自动气象站与北京市观象台5个气象要素的线性回归拟合率表明：①距离北京市观象台较近自动气象站，气象要素的线性回归拟合率较高；例如，二环至五环环路各气象要素的线性回归拟合率均大于91.0%，芦沟桥和大羊坊最高（低）气温的线性回归拟合率达99.9%；远郊区县的怀柔区、密云县、居庸关等地的各气象要素回归拟合率也达83.6 %~85.5%。②路面最低温度比最高温度的线性回归拟合率偏高10%左右；其中，昌平西关路面最低温度比最高温度的回归拟合率偏高16.7%（详见表 2）。从表 2中挑选最小的线性回归拟合率统计F检验值。昌平西关路面最高温度的F_109个样本＝267.3，F_α＝0.005 ＝8.18。由此可见，北京奥运交通路段的97个线性回归关系式均满足F＞F_α的检验。

表 2

表 2 北京奥运交通路段自动气象站气象要索的回归拟合率一览表（单位：%) Table 2 The schedule of regression fitting rate of meteorological elements of Beijing Olympic traffic section automatic weather station (unit:%)

表 2 北京奥运交通路段自动气象站气象要索的回归拟合率一览表（单位：%) Table 2 The schedule of regression fitting rate of meteorological elements of Beijing Olympic traffic section automatic weather station (unit:%)

统计北京市观象台与奥运各交通路段的逐时最高 (低）气温的线性回归关系式：

(1)

式（1) 中，Y是交通路段的最高（低）气温，X是观象台的最高（低）气温，i表示交通路段自动气象站的数量 (i=1，2, 3, ……，27)，j表示最高、最低气温（j=1，2;1为最髙气温，2为最低气温），a和b为系数。如果设Y为交通路段任意预报时效的最高 (低) 气温值，设X为气象台相对于Y预报时效的最高 (低）气温值，通过式 (1) 即可预报出各交通路段的最髙（低）气温产品。

交通路面最高温度是由路面内侧和路面外侧最高温度的算术平均值求得，同理求得交通路面的最低温度。统计奥运交通路段逐日最高 (低）路面温度与对应的环境最高 (低）气温的关系式如下：

(2)

式 (2) 中，D是交通路面最高（低）温度，U是交通路面上环境最高（低）气温，k表示需求统计路面自动气象监测站的数量（k=1，2, 3，……，9)，j表示路面最高（低）温度和对应的环境最高（低）气温 (j=1，2) c和e为系数。

若式 (2) 中的D为交通路面最高（低）温度预报值; 通过北京市气象台发布的最高 (低) 气温预报，先由式（1) 得到各交通路段的最高 (低）气温预报产品，再由式（2) 得到北京各交通路面最高（低）温度预报产品。

北京市观象台与各路段逐时相对湿度的关系式：

(3)

式 (3) 中，H是交通路段的相对湿度，Q是观象台的相对湿度，l表示交通路段数量（l=1，2, 3, ，25, 因玉泉营和和平西桥没有相对湿度监测记录），f和g为系数。

设式 (3) 中的H为交通路段任意预报时效的相对湿度预报值，Q为北京市气象台对应于H预报实效的相对湿度预报值；通过北京市气象台发布的相对湿度预报，即可得到北京各交通路段相对湿度的预报产品。

根据《首都机场高速公路能见度预报方法》中水平能见度与相对湿度的关系式^[11]:

(4)

式（4）中，N是交通道路水平能见度的预报值，H为交通道路的相对湿度预报值。

将式 (3) 中的H (预报值）代人式（4)，即可得到北京市各路段水平能见度预报产品。

参照北京市气象局中短期天气预报质量检验办法 (试行），北京奥运交通路段气象要素预报准确率的表达式：

(5)

式（5）中，N_r为预报正确的次数，N_f为预报的总次数。各气象要素预报正确的统计方法：①某日某时段最高气温、最低气温、相对湿度、路面最高温度和最低温度的预报质量评定标准与表 2相同。②水平能见度预报质量评定标准，参考了影响能见度的综合因素和相关文献[12-16]：①当某日某时段的水平能见度预报值和实况值均不低于10km评为正确；②当某日某时段的水平能见度预报值和实况值均为1.0~9.9km，或其中之一不低于10km，当两者的绝对误差不超过3.0km评为正确；③设某日某时段的水平能见度预报值和实况值的其中之一低于1.0km，且两者绝对误差不超过0.7km评为正确；④不符合①，②，③评为错误。

为检验各路段气象要素预报质量，在奥运会闭幕后，及时统计了2008年8月1—24日逐日早间发布的气象要素的预报质量。从表 3可见，北京奥运期间，交通路段各气象要素预报的平均准确率比回归拟合率偏低10%。分析其原因，除了受各交通路段的地形地貌、天空状况等因素的影响外，还与北京市气象台的气象要素预报有密切关系。但从6个气象要素预报准确率来看，北京奥运交通路段精细化气象预报服务方法在业务应用中还是比较理想的。

表 3

表 3 2008年8月1-24日奧运交通路段预报质呈考核一览表（单位：%） Table 3 The schedule of the evaluation of weather forcast for Beijing Olympic traffic section during Aug 1-24, 2008(unit:%)

表 3 2008年8月1-24日奧运交通路段预报质呈考核一览表（单位：%） Table 3 The schedule of the evaluation of weather forcast for Beijing Olympic traffic section during Aug 1-24, 2008(unit:%)

统计北京市交通路段27个自动气象站与北京市观象台逐时气象要素的线性回归关系，并应用于交通路段的短期气象预报（最高/最低气温、路面最高/最低温度、相对湿度和能见度）。将97个气象要素的一元线性关系式集成于交通路段气象预报操作平台，在人机交互预报系统平台环境，可以生成报纸、广播电台、121声讯电话等媒体需求的5种短期气象预报产品，既提高了交通气象预报服务的工作效率，又为开展北京市交通路段精细化的短期气象预报服务开阔了思路。但此成果仍需不断完善，如增加风速（风力）等气象要素的客观预报内容。