夏季室外体育赛事必读 | 马拉松赛道WBGT指数预测模型及实战运用简述

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本文作者:彭新远

深圳公益救援队信息指挥中心前负责人

最早一批加入赛事救援的专业人员

  • 2009年加入深圳公益救援队
  • 2010年-2012年盐田“为爱奔跑”山地马拉松应急救援指挥
  • 2016年深圳百公里越野赛应急救援指挥
  • 2016-2018深圳国际马拉松深圳公益救援队应急指挥
  • 2017年大鹏新年马拉松应急救援指挥
  • 2017磨房深圳100国际越野赛应急救援指挥
  • 2018年高黎贡超级山径赛应急救援指挥
  • 参加过超过50次救援救灾行动
  • 作为国内最早搭建信息指挥平台的队伍,他和深圳公益救援队信息指挥中心是国内民间救援队伍中救援指挥领域为数不多的“技术流”

如何评估马拉松赛道的天气风险,WBGT指数预测可行么?

概述

近年来在专业运动领域,WBGT指数成为从热的方面评估运动风险的重要指标。马拉松赛道的天气风险评估中,WBGT指数也是不可忽视的因素。

从2017年开始,深圳公益救援队信息指挥中心在总结以往赛事保障经验的基础上,针对马拉松赛事中可能的天气风险,重点关注WBGT指数,制定了赛前预测、赛中监测、提前预防、控制风险的解决方案。

什么是WBGT指数

WBGT指数是一个工业安全生产中常用的热负荷评价参数,综合了温度、湿度、辐射和风速的因素,全面评估人体在相应的环境下热负荷与热耗散的关系。

对运动员而言,人体运动会产生热量,这些热量需要通过体表散发出去。

  • 而气温越高,热量越难透过体表散出;
  • 湿度越大,汗水越难挥发;
  • 直接受太阳照射,体温就会上升;
  • 而风力越大则越有利于汗水的挥发以及带走体表热空气。

WBGT指数的运用

随着近年来科技与体育的不断深入结合,WBGT指数在体育赛事中频频亮相,2014年巴西世界杯开始,国际足联规定,世界杯比赛日,一名特别协调员、医疗官和主裁判有权根据球场WBGT指数(WBGT指数>30°C)来决定比赛中的球员是否可以在第30和第75分钟休息两次,为身体降温及补充水分。

2018年的澳网决赛,35岁的瑞士天王费德勒在关闭顶棚的罗德拉沃尔球场3-2力克西里奇,获得了职业生涯的第20座大满贯,而组委会关闭球场顶棚的主要原因是当天的WBGT指数高达前所未有的32.5°C。

在马拉松等路跑赛事领域,我们参考美国大多数马拉松赛事的做法,按照WBGT指数将赛道天气风险分为五个层次:

  • 白旗(小于10度)-防冷;
  • 绿旗(10-18度)-正常运动;
  • 黄旗(18-22度)-随温度升高需降低配速;
  • 红旗(22-28度)-高风险,需低速,对高温不适者不要再跑步,可考虑终止比赛或缩短赛道距离;
  • 黑旗(大于28度)-停止跑步和终止比赛。

在国内的研究也建议:WBGT应作为马拉松相关心脏骤停的常规风险预警及监测内容,并成为赛事准入、运作中的重要评估方式。WBGT≥28℃时应考虑最高级别预警甚至停赛。

2016年5月29日在美国佛蒙特马拉松比赛中WBGT温度达到了28度,赛事总监通过多点监测数据,决定终止比赛。这是有案可查的WBGT指数黑旗终止比赛的案例。

国内马拉松赛事中WBGT指数的运用

在国内,最早在2017年5月,银川国际马拉松赛上第一次使用了WBGT指数仪,但在酷热的天气下,并没有发挥应有的作用;此外,2018年无锡马拉松、2018年、2019年上马、2018年广西合浦、2019年的重庆国际马拉松、吉林国际马拉松、成都国际马拉松等,也使用了WBGT指数监测系统。

图:2018年无锡国际马拉松的WBGT赛道监测和气象预警系统

非官方层面,2018年南山半马,深圳赛场救护队在赛道上使用了WBGT指数信号旗的方式,公布赛道WBGT指数监测情况。

相比之下,国内的WBGT指数的运用还比较少,而且运动员也知之甚少,对赛道的应急保障指导意义有限。

正是因为WBGT指数在国内了解的人较少,大多数人对天气的了解仅限于气温,而忽略湿度、日晒及风力的影响,运动员容易产生错觉,尤其是湿度较大WBGT指数偏高的天气,就会给运动员特别是新手带来较大的风险。

同时,即使运动员了解WBGT指数信号,如果赛前的准备不足,只是根据赛道上的监测信息调整配速和状态,会比较被动和滞后。如果能让运动员在了解WBGT指数含义的前提下,预先知道赛道的WBGT指数,让运动员提前有所准备,可能是更为科学的方法。

WBGT指数预测模型

这是一个工业WBGT表格,用于室内的高温作业的安全警示,综合了温度和湿度的元素。将温度的轴向下延伸到10度,然后按照<10白色或浅蓝,11-17绿色,18-21黄色,22-27红色,28以上黑色重新着色,就可以得到一个10-30度的赛道WBGT指数测算表。

WBGT指数测算表(低于20部分略)

在赛道选点方面,按照波士顿马拉松每5公里计时点悬挂WBGT信号旗的方式,选择5公里计时点附近的气象自动站的短临预报数据(24小时或12小时温度、湿度预报),温度预报以分时站点为准,湿度以中国天气网分时预报为主,就可以得到1-42公里8个站点的温度和湿度预报值。

需要强调的是,深圳、上海、广州等地的气象局分站预报数据各有不同,广州是可以直接采到分站体感温度(与WBGT指数接近)的分预报时数据。

在预测输出表格的设计上,我们根据赛道关门时间(工作时间)和配速分别对各个区段进行测算,得到一个集合了赛道区段、里程和配速表的马拉松赛道WBGT预测表格。这样,运动员就可以根据自己的配速评估各个赛段的天气风险,提前有所准备。

利用这个WBGT指数测算表,2017年12月,我们出了第一个深马的WBGT指数预测:

由于是推算数据,天气预报数据也不尽准确,因此,WBGT指数预测表始终未对外正式发布。

一般赛前当晚出图(需要等最后的天气预报数据),然后通过小圈子在跑友中传播,特别是预测值出现大范围黄区或者红区时,我们都会积极地去宣导,提醒跑友们注意配速、降温和补充电解质。

反之,如果是在低温区,则需要提醒运动员注意保暖和补充热量。

同时,赛事组织者也可以根据预测的数值,在高温路段(黄区后半段或红区)增加降温措施和加大电解质补给的投放,或者在低温路段增加碳水化合物和热饮的补给等,提前做好预防措施。

从2017年深马开始,我们持续预测了近几年的深马、南山半马、宝安马、广马、东莞马、上马、长春马等多个赛事的赛道WBGT指数,通过朋友圈的传播,让一部分跑友和赛事应急医疗保障团队、赛事组织者提前了解赛道可能的WBGT指数数据,特别是预警信息,起到了一定的警示作用。

成功案例

2017年宝安马,在发枪时偏清凉的情况下,由于温度湿度偏高,我们预报了大段的黄区和红区预警,实际上,由于后半程气温明显升高,大部分选手掉速严重,跑走结合的现象明显增多。这一次比较准确的预警,提高了我们WBGT指数预测在跑友圈中的传播度。

这是2018年南山半马赛道WBGT预测表格:

对比赛场救护队赛道监测数据(到9:30)

多数时候,预测模型与实测数据比较接近,特别是少云、微风的天气,由于辐射的增温与风力的温度降幅相互抵消,仅凭温度和湿度测算的数据就已足够接近WBGT指数仪实测的结果。

失败案例

2018年深马,预报高温,预警大段黄区,早上闷热,发枪后1个多小时,突降中雨,选手普遍感到湿冷,由于天气预报都未能预报降雨,所以我自嘲地说是预报有误,非战之过也。

我们也清醒地认识到,在暴晒或者大风的影响下,仅凭温度和湿度的预测模型是有较大误差的,可能需要我们根据现场实测持续地修订试算表格,以期达到更为准确更为理想的结果。

此外,对于WBGT指数在10度以下的区域,需要从冷的方面去评估,这时候,决定体温和热量管理的重点可能不是温度和湿度,而是从风寒效应的角度去考虑失温的风险,预测模型需要实测风速的数据支持,这是另一个方面的话题了。

我国幅员辽阔,各种马拉松赛事星罗棋布,在诸如高寒以及戈壁或者冰雪季节的马拉松赛事,建议可根据赛事气候特点定制类似的天气预警系统,就不在此WBGT指数预测模型的评估范畴内了。

我们有看到,随着国内马拉松赛事组织的不断规范,很多赛事组织者对天气的监测正在加强,2019年陈仓国际马拉松成为首个由于高温提前终止比赛的赛事,这是一个好的趋势,但如果能加入WBGT指数仪这样权威的实测,相信会是更具说服力的方法。

尽管这个WBGT指数预测模型与实测数据存在一定误差,在实际运用中也有着不尽如人意的地方,但是正如我们建立这个预测模型时的初衷所希望的,当运动员了解了气象风险预警的意义,并有所准备,赛道上的风险在一定程度上就降低了许多,能够让更多的人安全地完赛,享受比赛,我们的目的就达到了,我们也将继续将这个有意思、有意义的事情做下去。

  • 本文重度参考了欢乐跑·中国10公里锦标赛赛事总监吴洪涛:《你知道WBGT是个什么东东吗?》(https://baijiahao.baidu.com/s?id=1574676698858617&wfr=spider&for=pc)一文特此鸣谢。
  • 本文中的WBGT工业表格引自爱燃烧的《怎样的天气条件 对于马拉松比赛才是最完美的》(http://sports.sina.com.cn/run/2016-11-15/doc-ifxxsmif3050852.shtm)一文,特此鸣谢!
  • 深圳市公益救援志愿者联合会、国际野外医学会朱虹老师对本文亦有贡献,一并鸣谢!

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图片来源:彭新远

排版|莫非工作室

排版审核|韩庆玲