北京冬奧會(huì)如何實(shí)現(xiàn)『用雪自由』

◆ 何 亮

北京冬奧會(huì)將于2022年2月4日如約開賽。雪務(wù)保障是冬奧會(huì)籌辦的基礎(chǔ)工作，國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃——科技冬奧“賽事用雪保障關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用示范”專項(xiàng)從造雪、保雪、儲(chǔ)雪三個(gè)方面進(jìn)行攻關(guān)，讓冬雪夏用成為可能，確保北京冬奧會(huì)“用雪自由”。

為高山滑雪造就合格“塑膠跑道”

冰與雪是冬奧會(huì)的“靈魂”，打造優(yōu)質(zhì)的冰雪賽道不僅能為運(yùn)動(dòng)員創(chuàng)造佳績提供先天條件，還能提升競速比賽的激烈程度。

國際競賽特別是冬奧會(huì)的比賽，滑雪競技項(xiàng)目均采用人工造雪來實(shí)現(xiàn)。究其原因，人工造雪時(shí)間可控，在溫度低于0攝氏度時(shí)，造雪機(jī)便開始工作。更重要的是，人工造雪可實(shí)現(xiàn)粒徑、含水量、硬度的改變，滿足不同比賽場地的需求，適合大多數(shù)雪上比賽項(xiàng)目。

圖1 造雪機(jī)正在造雪

“冰狀雪”是指滑雪場雪質(zhì)的一種形態(tài)，雪的密度可達(dá)0.65克每立方厘米，主要用于減小賽道表面對滑雪板的摩擦力。可以說，冰狀雪賽道就是高山滑雪項(xiàng)目的“塑膠跑道”。“冰狀雪”的質(zhì)量對提高運(yùn)動(dòng)員的成績及滑雪的舒適感等有著十分重要的作用。

我國雪務(wù)工作的相關(guān)研究起步較晚，科研基礎(chǔ)薄弱，面臨很多國外技術(shù)封鎖，高質(zhì)量“冰狀雪”生產(chǎn)曾困住了中國的冰雪產(chǎn)業(yè)。在此背景下，中國科學(xué)院冰凍圈科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室牽頭，聯(lián)合國內(nèi)從事冰雪技術(shù)研究、冰雪教學(xué)、雪務(wù)規(guī)劃、滑雪設(shè)備制造公司等，組成我國自己的科研項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，向制造中國自己的“冰狀雪”發(fā)起攻關(guān)。

圖2 制作滑雪賽道

圖3 雪務(wù)工作者在云頂滑雪場研制冰狀雪賽道

經(jīng)過大量觀測和試驗(yàn)，雪務(wù)工作研究者建立了北京延慶、張家口賽區(qū)制造“冰狀雪”的屬地參數(shù)，從機(jī)理上探究了優(yōu)質(zhì)雪道的雪質(zhì)要求，借助注水、壓實(shí)成套制雪工藝，團(tuán)隊(duì)成功制造出符合大陸性季風(fēng)區(qū)的合格“冰狀雪”。

為應(yīng)對極端天氣變化出高招

北京冬奧會(huì)面臨的另一項(xiàng)挑戰(zhàn)是冬奧會(huì)首次在大陸性季風(fēng)地區(qū)舉辦，由此帶來的問題是，如何應(yīng)對冬春交替期容易出現(xiàn)的極端天氣。如果遇到下雪天，松軟的天然雪會(huì)使賽道雪質(zhì)發(fā)生變化，需用壓雪機(jī)重新壓實(shí)，再利用自主研發(fā)的雪硬度儀快捷檢測，讓比賽迅速恢復(fù)。

同時(shí)，冬奧會(huì)也最怕下雨，雨水會(huì)使滑雪賽道表層結(jié)冰，致使比賽變得危險(xiǎn)異常，此時(shí)需要對賽道進(jìn)行整飾，保障雪質(zhì)合格。此外，春季的北京與河北張家口還可能遇上沙塵天氣，一旦爆發(fā)沙塵暴，不光賽道雪質(zhì)會(huì)有所下降，轉(zhuǎn)播的視頻景觀也會(huì)深受影響。

于是，雪務(wù)工作者開始了“儲(chǔ)雪”實(shí)驗(yàn)，在冬天溫度非常低的時(shí)候，提前把雪造好并將雪儲(chǔ)存起來，經(jīng)過春、夏、秋三季到次年初冬再使用。這個(gè)想法并不是天方夜譚。在科技冬奧“賽事用雪保障關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用示范”專項(xiàng)支持下，2017年，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)全程參與北京冬奧組委在延慶石京龍滑雪場開展的儲(chǔ)雪試驗(yàn)，經(jīng)過整個(gè)夏季的“考驗(yàn)”，有大概60%的雪被儲(chǔ)存下來。

圖4 延慶石京龍滑雪場儲(chǔ)雪試驗(yàn)

儲(chǔ)雪技術(shù)不光能服務(wù)冬奧會(huì)，還為冰川保護(hù)提供了科技支撐。近兩年的夏季，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將儲(chǔ)雪技術(shù)應(yīng)用到我國四川達(dá)古冰川的保護(hù)工作中，短短兩個(gè)月時(shí)間實(shí)現(xiàn)減緩接近70%的冰川消融，促使冰川增厚一米左右。