作者崽崽|排版杳杳
北京2022年冬奥会激战正酣,2月8日上午,在自由式滑雪大跳台决赛中,中国选手谷爱凌夺得冠军,为中国代表团拿下本届冬奥会的第三枚金牌,这也是她自己的首个冬奥会奖牌。太飒了,必须点赞!
相比夏季奥运会,冬奥的运动项目,尤其是雪上项目,对赛场的地理环境提出了更加严苛的要求。因此,“靠天吃饭”往往无法满足用雪需求。
杨占武(杨占武将军简介)
那么,如何才能实现“用雪自由”呢?这就不得不提本届冬奥会的“黑科技”——人造雪。今天,就让我们一起来揭开冬奥会“雪”的神秘面纱!
Q1
人造雪是怎么造出来的呢?
要想了解人造雪,咱们得先搞清楚自然雪花是如何形成的。一共可以分为两步: ●成核 ●生长 空气中的一些微小颗粒,也就是我们常说的“凝结核”,它通过吸收空气中的水分形成液滴,在低温下被冻结成冰粒,就形成了雪花的“晶核”。
如果从微观世界上来看,“晶核”本质上是一种空间的六方晶格结构,水分子通过氢键与四个分水子相连,只要温度够低,水汽够多,就可以沿着这个“六方晶格结构”的三条轴生长,这样就可以生长出不同的雪花。
那么,人造雪呢? 其实,人造雪基本是在模仿天然雪的形成过程。通过压缩机把高压空气送入到“核子器”中,接着风扇将雾化的水雾吹到空气中抛散。紧接着,核子器在空气与水雾达到一定的比例的时候,产生雪花的“晶核”,这些“晶核”在空中遇冷便会形成雪花。
但2016年以前,中国造不出一条合格的“冰状雪”赛道,遭遇“卡脖子”。我国科技工作者用时五年,不仅自主打造中国的冰状雪赛道,顺利通过了国际奥委会审核,还研发出高效储雪技术,真正实现绿色“用雪自由”。
Q2
人工造出来的雪和自然雪有什么不同?
通常,人工造出来的雪是小晶体,粒径一般为自然雪花的1/15,冰含量较高,与其说是雪,不如说是小冰渣更准确些,质感上更硬一些,其实比自然雪更适合滑雪运动。
Q3
为什么要用人工造雪而不用自然雪呢?
①人为可控,无需“靠天吃饭” 仅仅依靠自然降雪实在太过“冒险”。若是天公不作美,不肯按时降雪、或是降雪过少过多,都可能耽误比赛,难以保障赛事的正常进程。
如:1928年瑞士圣莫里茨冬奥会,尽管当地出现降雪,但由于降雪量较小,使得很多项目被迫取消;而1998年长野冬奥会,雪又下得太多,组委会不得不组织人员清理积雪,导致一些比赛推迟。
此次冬奥会是近20年来首次在大陆性季风气候区举办的冬奥赛事,赛场都在我国的华北地区,冬季气温不够低,不易形成“坐冬雪”(入冬后的第一场大雪,由于气温急降,积雪长期不化,“坐住了”),降雪的融化速度较快。如果还想同时做好储雪工作,那就更难了。
实际上,“缺雪”是历届冬奥会都会面临的难题。2014年索契冬奥会和2018年平昌冬奥会都广泛地使用了人工降雪,用以保障赛事顺利进行。 ②要想滑的爽,还得“定制”雪 新雪过于蓬松,不利于滑雪者掌握平衡;雨夹雪会导致积雪出现冰晶层;而暴雪会使得雪道变得模糊不清,容易使滑雪者误入危险区域……
根据不同的赛事、不同的场地,对于雪的粒径、含水量和硬度等要求也是不同的,很显然天然雪是达不到这些要求的。因此,按照国际惯例,近年来冬奥会高山滑雪场地均使用人工方式造雪。
③人造雪让竞技更公平 刚刚落下的雪是非常松散的,一踩一个坑。假如高山滑雪选手,一个接一个地出场,就像大家平时走雪路一样,那先走的选手就会把原本“完美无瑕”的雪路搞的“劣迹斑斑”,这对后面出场的选手来说是不是就不公平了呢?
而人造雪场的积雪性状单一且稳定,比天然雪更能抵御风、雨以及温度变化的影响。这样可以保证选手不论第几个出场,雪道的状态都是一样相对完美,确保比赛的公平。
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Q4
人工造雪会不会很贵?
会!而且维护成本也很高! 目前一台造雪机的市场价格在30万元左右,一台造雪机每小时造雪约40立方米,用水量约20吨。一般雪道的积雪厚度要达到近1米时才具备开放条件。试想,假设一座新建滑雪场的面积为10000平方米,大概需要投入多少台造雪机?需要多少水费、电费、人工费?
除此之外,滑雪场每天还需要对一些融化的积雪进行补雪,还需要经过用压雪机对雪道进行碾压除皱等工序。所以,这么计算下来,前期的经济投入是很大的。
不过在付出更高成本的同时,人工造雪也可能带来不错的经济效益。因为机器造雪能够在整个滑雪季中提供足够的雪量和稳定的质量。也就是说,能显著地提升顾客的滑雪体验,吸引更多人来雪场消费。
Q5
过多使用人造雪会浪费水资源,破坏场馆周边生态?
国家高山滑雪中心造雪使用的水源来自两个渠道,一是山下的天然湖泊,二是山上水源循环系统。该系统包含两个水池,分别收集降雨和化雪融水,实现高效率循环利用。这样就提高了水资源的利用率,避免出现浪费水资源的现象。
关于冬奥“雪”的介绍到这里就结束啦,欢迎大家到评论区说说自己的滑雪经历,期待听到你的故事哦~
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别着急,做完题再走~
【2019年·全国卷Ⅱ】阅读图文材料,完成下列要求。 “北京2022年冬奥会”申办成功带来了“全民上冰雪”热潮。近年来,浙江省建立了10余个室外人工滑雪场。这些滑雪场散布于全省各地的山地丘陵中,且多建于当地旅游景区内或其附近。雪道厚度一般维持在1米以上,建设和维护成本较高。目前,浙江省滑雪场多为初级雪道,主要接待一日体验型滑雪者,平均接待人次和旅游收入排在全国前列。下图示意浙江省主要滑雪场分布。
(3)解释浙江省室外滑雪场雪道建设和维护成本较高的原因。
答案与解析
【答案】因无天然积雪,初始造雪量太,人工造雪要消耗大量电力和水资源;气温较高,融雪快,需经常补雪。
【解析】南方地区,冬季气候温和,降雪频率小、积雪融化快,地表多无天然积雪可利用,需大量人工造雪,人工造雪需消耗大量水资源和电力(维持低温条件),因而雪道建设成本高;冬季平均气温高于0°C且往往高出较多,气温较高,积雪融化速度快,为保障雪道的积雪厚度,需经常造雪、补雪,造成雪道维持成本高。
(上述答案仅供参考)
参考资料: [1]杨占武.北京冬奥会和冬残奥会人工造雪的研究[J].冰雪运动,2017,39(01):1-8. [2]毛明策,王琦,田亮.2022年北京冬季奥运会人工造雪气象条件初步研究[J].气候变化研究进展,2018,14(06):547-552.
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