隨著2022年2月4日冬奧會的正式舉辦,北京光榮地成為了歷史上第一個“雙奧之城”,吸引了世界各國廣泛的關(guān)注。但是在成功的背后,其實隱藏了常人不知道的艱辛。與夏季舉辦的奧運會相比,冬奧會需要的不僅是達(dá)標(biāo)的溫度,還要有特定的環(huán)境,也就是用于舉辦
隨著2022年2月4日冬奧會的正式舉辦,北京光榮地成為了歷史上第一個“雙奧之城”,吸引了世界各國廣泛的關(guān)注。但是在成功的背后,其實隱藏了常人不知道的艱辛。

與夏季舉辦的奧運會相比,冬奧會需要的不僅是達(dá)標(biāo)的溫度,還要有特定的環(huán)境,也就是用于舉辦比賽的冰與雪。那么,舉辦比賽的工作人員如何確保比賽時有足夠的冰雪?這些冰雪又該如何儲存呢?
人工造雪的必要性
中國在2021年的平均氣溫約為10.7℃,這也是從1961年至今溫度最高的一年。這意味著北京舉辦冬奧會時自然降雪的可能性變小,給冰雪項目的順利進(jìn)行帶來了巨大的挑戰(zhàn)。
當(dāng)然,降雪量也不是越多越好。降雪量不足會使運動項目無法開展,降雪量過多也不利于運動員的發(fā)揮,同時還妨礙交通和人們的正常生活。
除此之外,自然降雪具有很大的不穩(wěn)定性,而且還非常松軟。在運動員滑雪的過程中,賽道上的雪可能會因為摩擦溫度升高或者運動幅度過大而融化。雪的硬度發(fā)生變化之后,正在比賽的運動員一不留神便會陷入雪中,突如其來的摔倒甚至?xí)o運動員的職業(yè)生涯帶來不可挽回的傷害。
因此,人工造雪在冬奧會的舉辦中是必不可少的。人工造雪可以克服自然雪的弊端,還能人為控制需求的雪量,是最好的選擇。
然而因為中國很少舉辦大型的冰雪運動,在人工造雪的核心技術(shù)上一直很難突破,甚至在2016年之前,中國連一條符合要求的專業(yè)比賽賽道都沒辦法建造。那么,人工造雪究竟難在什么地方?
造雪技術(shù)的核心要求
人工雪又稱冰狀雪,它比自然雪的密度更大,融化的速度也更慢,由它鋪就的賽道也結(jié)實得多,更符合專業(yè)比賽的要求。
而用于造雪的機(jī)器不難制造,它的造雪原理也很好理解。那就是把溫度低于5℃的冷水與壓縮之后的空氣混合到一起,然后利用零下25℃的蒸發(fā)器為容器,使混合物結(jié)冰。最后將冰塊切碎,與空氣一同噴出,這樣就得到了比賽需要的人工雪。
可是,既然造雪機(jī)的原理如此簡單,為什么中國一直無法擁有獨立自主的造雪技術(shù)呢?
其實,人工造雪主要難在對“雪”的要求十分苛刻。如果造出來的雪顆粒過大,給人們的感覺就像石子鋪起來的路的一樣。因為路面粗糙,運動過程中的參賽人員很容易摔倒。如果造出來的雪顆粒過小,就會變得如同自然雪一般,太過松軟,這同樣會使運動員受傷。
可是,想要成功造出符合要求的人工雪很難,這一直是我國造雪機(jī)器更新?lián)Q代需要滿足的重點與難點。
要知道,在2021年之前,如果中國要舉辦冰雪運動會的話,需要西方專家對賽道用雪進(jìn)行檢測,不過這些專家只會告訴我們合格還是不合格,至于核心技術(shù)與評判標(biāo)準(zhǔn)卻是無論如何也不肯透露一個字。
只是本次北京冬奧會的成功舉辦讓世界喝彩,也讓這些西方專家大為震撼,中國對人工造雪技術(shù)的研究從一無所知到成功掌握,只花了五年的時間。
中國攻克人工造雪技術(shù)
為了擁有屬于我們自己的人工造雪技術(shù),不被西方“卡脖子”,中國科學(xué)院在2017年特意組成了一支科研團(tuán)隊。在院士秦大河等人的帶領(lǐng)下,全力研究攻克這一核心技術(shù),爭取為2022年北京冬奧會的順利舉辦提供強有力的用雪保障。
眾人斗志滿滿,但是研究過程中的艱辛卻難以忽略。
首先,造雪機(jī)的運行條件很嚴(yán)苛,對溫度、濕度都有要求。溫度要在零下5℃到零下15℃之間,空氣濕度要保持在80%以下,最好還要有輕微的風(fēng)吹過。這意味著我們的科研人員必須在室外進(jìn)行造雪機(jī)的試驗、觀察和檢測。
不僅如此,冬奧會除了花樣滑冰、短道速滑等冰上運動,還有滑雪運動。滑雪跑道的特殊性在于它一般選在有一定坡度且海拔較高的地方,所以如何均勻地將人造雪鋪滿賽道也是一個難題。更別說每一條合格的冰狀雪賽道,都要經(jīng)歷幾十次甚至上百次的鋪雪壓實、注水結(jié)冰的工序。
但是我們的科研人員并沒有因為環(huán)境的惡劣就松懈,甚至每天工作到天黑才休息,日復(fù)一日。他們忽略了手上的凍瘡,不顧被口罩勒出深深痕跡的臉,克服難以忍受的高原反應(yīng),堅持奔赴在研究的一線。
這才使中國在五年的時間里,從無到有,精準(zhǔn)地掌握了人工造雪技術(shù),并且還能根據(jù)不同比賽的賽道需求造出直徑不同、密度不同、含水量不同的人工雪。與此同時,中國儲存雪的方式與技術(shù)也在不斷進(jìn)步和創(chuàng)新。
中國高效儲存人工雪
有了造雪的機(jī)器還不夠,為了應(yīng)對比賽中可能出現(xiàn)的種種情況,我們必須做好二手準(zhǔn)備,那就是提前儲存好一定數(shù)量的雪。
但是,雪的儲存成本是非常高的。首先是冷庫的選址,必須選在離比賽場地較近的地方,方便雪的運輸。其次,一座5S級的滑雪比賽場地至少需要1.8萬立方米的雪,這就意味著冷庫每天都要消耗大量的電力來保證雪的制冷條件。最后,冷庫的建造還需要大量的人力、物力和財力,后期的維護(hù)工作成本更是難以估計。
中國為了解決雪的儲存問題,北京冬奧會組委會派遣了一支雪務(wù)公關(guān)團(tuán)隊。在王飛騰等人的領(lǐng)導(dǎo)下,其團(tuán)隊20多名成員決定將雪的主要儲存場地放在首鋼滑雪大跳臺。
他們儲存雪的時候?qū)⑵涠殉缮角鹜疗碌男螤睿?strong>用不同種類的物品覆蓋在雪上,再觀察哪種方案下的雪受太陽光照和氣象變化的影響最小,由此選出最合適的儲雪材料。經(jīng)過無數(shù)次的實驗,他們最終發(fā)現(xiàn)“土工布+泡沫塑料”這一組合是最實用,成本最低的。
除此之外,因為“土工布+人工塑料”可以有效減緩雪的融化速度,科研人員就想到將這一模式運用到保護(hù)冰川的實踐中去。這樣既保護(hù)了我國的冰川生態(tài)環(huán)境,還做到了綠色發(fā)展與可持續(xù)發(fā)展。
總結(jié)
歷經(jīng)五年的時間,1800多個日夜的辛苦研究,中國又掌握了一項技術(shù)的核心要求,而且做得比想象中的更好。目前,中國還可以根據(jù)不同的要求,造出不同顆粒的人工雪,而且還研發(fā)出了更高效節(jié)能的儲雪方法和技術(shù)。
2022年2月北京冬奧會的成功舉辦正是這一技術(shù)成功研發(fā)的最好呈現(xiàn)。相信在未來的發(fā)展中,只要我們堅持走獨立自主的道路,保持自強不息的精神,不論遇到什么困難,我們都能克服,徹底擺脫在各個行業(yè)被西方國家“卡脖子”的場面!
參考資料:
氣水混合式制雪機(jī)造雪性能實驗研究 陳愛強,劉斌,李斌 2020-2-07
降雪環(huán)境試驗參數(shù)分析 郭騰,張穎,吳敬濤 2020年15期
作者:靜靜 校稿編輯:李子