雪務保障技術 讓北京冬奧會實現“用雪自由”
科技冬奧進行時
進入倒計時100天之後,北京2022年冬奧會離我們越來越近。
“雪務保障是冬奧會籌辦的基礎工作,事關雪上項目賽事能否成功舉辦的關鍵,不允許有任何閃失。”中國科學院西北生態環境資源研究院研究員王飛騰在接受科技日報記者采訪時表示,國家重點研發計劃——科技冬奧“賽事用雪保障關鍵技術研究與應用示範”專項從造雪、保雪、儲雪三個方麵進行攻關,讓冬雪夏用成為可能,確保北京冬奧會“用雪自由”。
為高山滑雪造一條合格的“塑膠跑道”
冰與雪是冬奧會的“靈魂”,打造優質的冰雪賽道,可為運動員創造佳績提供先天條件,又在客觀上增加了競速比賽的激烈程度。
國(guo)際(ji)競(jing)賽(sai)特(te)別(bie)是(shi)冬(dong)奧(ao)會(hui)的(de)比(bi)賽(sai),滑(hua)雪(xue)競(jing)技(ji)項(xiang)目(mu)使(shi)用(yong)的(de)幾(ji)乎(hu)全(quan)部(bu)是(shi)人(ren)工(gong)造(zao)雪(xue)。究(jiu)其(qi)原(yuan)因(yin),人(ren)工(gong)造(zao)雪(xue)時(shi)間(jian)可(ke)控(kong),隻(zhi)要(yao)溫(wen)度(du)低(di)於(yu)零(ling)攝(she)氏(shi)度(du),造(zao)雪(xue)機(ji)就(jiu)可(ke)以(yi)工(gong)作(zuo),擺(bai)脫(tuo)了(le)靠(kao)天(tian)吃(chi)飯(fan)的(de)風(feng)險(xian)。更(geng)重(zhong)要(yao)的(de)是(shi),人(ren)工(gong)造(zao)雪(xue)可(ke)實(shi)現(xian)粒(li)徑(jing)、含水量、硬度的改變,滿足不同比賽場地需求,適合大多數雪上比賽項目。
但是,在2016年以前,中國造不出一條合格的“冰狀雪”賽道。不光如此,當時國內的很多專家甚至都沒聽說過“冰狀雪”這個概念。
“‘冰狀雪’指的是滑雪場雪質的一種形態,雪的密度很大,可達0.65克每立方厘米,主要用於減小賽道表麵對於滑雪板的摩擦力。可以說,冰狀雪賽道就是高山滑雪項目的‘塑膠跑道’。”王飛騰告訴科技日報記者,“冰狀雪”的製作質量對提高運動員的成績及滑雪的舒適感,保護運動員的身體,延長運動壽命有著十分重要的作用。
“我國雪務工作的相關研究起步較晚、科研基礎薄弱,而且麵臨很多國外技術封鎖。”王飛騰表示,高質量“冰狀雪”生產曾困住了中國的冰雪產業。
在此背景下,中國科學院冰凍圈科學國家重點實驗室牽頭,聯合國內從事冰雪技術研究、冰雪教學、雪務規劃、滑雪設備製造公司等,組成中國自己的科研項目團隊,向製造中國自己的“冰狀雪”發起攻關。
經過大量的觀測和試驗,王飛騰團隊建立了北京延慶、張家口賽區製造“冰狀雪”的屬地參數,從機理上搞清楚優質雪道的雪質要求。而且,借助注水、壓實成套製雪工藝,團隊成功製造出符合大陸性季風區的合格“冰狀雪”。
為應對極端天氣變化出高招
北京冬奧會麵臨的另一項挑戰:近二十年首次在大陸性季風地區舉辦,由此帶來的問題是,如何應對冬春交替期容易出現的極端天氣。
如(ru)果(guo)遇(yu)到(dao)下(xia)雪(xue)天(tian),密(mi)度(du)鬆(song)軟(ruan)的(de)天(tian)然(ran)雪(xue)會(hui)使(shi)賽(sai)道(dao)雪(xue)質(zhi)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua),需(xu)要(yao)壓(ya)雪(xue)機(ji)重(zhong)新(xin)壓(ya)實(shi),再(zai)利(li)用(yong)自(zi)主(zhu)研(yan)發(fa)的(de)雪(xue)硬(ying)度(du)儀(yi)快(kuai)捷(jie)檢(jian)測(ce),保(bao)障(zhang)比(bi)賽(sai)迅(xun)速(su)恢(hui)複(fu)。同(tong)時(shi),冬(dong)奧(ao)會(hui)也(ye)最(zui)怕(pa)下(xia)雨(yu),雨(yu)水(shui)會(hui)使(shi)滑(hua)雪(xue)賽(sai)道(dao)表(biao)層(ceng)結(jie)冰(bing),比(bi)賽(sai)變(bian)得(de)危(wei)險(xian)異(yi)常(chang),此(ci)時(shi)需(xu)要(yao)對(dui)賽(sai)道(dao)進(jin)行(xing)整(zheng)飾(shi),保(bao)障(zhang)雪(xue)質(zhi)合(he)格(ge)。
此ci外wai,春chun季ji的de北bei京jing與yu河he北bei張zhang家jia口kou還hai會hui遇yu上shang沙sha塵chen天tian氣qi,一yi旦dan沙sha塵chen暴bao爆bao發fa,不bu光guang賽sai道dao雪xue質zhi會hui大da大da下xia降jiang,轉zhuan播bo的de視shi屏ping景jing觀guan也ye會hui變bian差cha,怎zen麼me辦ban呢ne?
王飛騰團隊想到的辦法是“儲雪”——在冬天溫度非常低的時候,提前把雪造好,然後找一個平整的場地將雪儲存起來,經過漫長的春夏秋三季,待到次年初冬再進行使用。
這個想法並不是天方夜譚。在科技冬奧“賽事用雪保障關鍵技術研究與應用示範”專項支持下,2017年項目團隊全程參與北京冬奧組委在延慶石京龍滑雪場開展的儲雪試驗,經過整個夏季的“考驗”,大概60%的雪被儲存下來。
“在沒接觸冬奧會之前,我國很少有人能想到原來雪還能夠儲存起來,而且這項技術不光能服務冬奧會,還為冰川保護提供了科技支撐。”王飛騰說。
在2020年和2021年nian的de夏xia季ji,項xiang目mu團tuan隊dui將jiang儲chu雪xue技ji術shu應ying用yong到dao我wo國guo四si川chuan達da古gu冰bing川chuan的de保bao護hu,王wang飛fei騰teng告gao訴su科ke技ji日ri報bao記ji者zhe,去qu年nian的de實shi驗yan非fei常chang好hao,短duan短duan兩liang個ge月yue可ke以yi減jian緩huan接jie近jin70%的冰川消融,冰川的厚度可以增厚一米左右。
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