北京冬奥会将在2022年2月举办，届时北京会不会面临用雪困境呢？别慌，科技已经让北京冬奥实现了高质量的“用雪自由”。
考虑到自然天气过程以及降雪的不稳定性，国际赛事尤其是冬奥会的雪上竞技项目，一般都会使用人工造雪来铺设雪地赛道。为了保障赛事期间雪上项目能够顺利进行，北京冬奥会采取了高效率、高质量、全自动和可操控的人工造雪。
对于人工造雪技术来说，它的优点之一是时间可控，让冬季项目摆脱“靠天吃饭”的困境；其次，这种技术的门槛也相对较低，只要温度低于0℃的干燥气候就可以使用。
今年11月15日，国家高山滑雪中心正式开展冬奥会赛时高山滑雪项目造雪工作。图为一台造雪设备正在工作 图片来源/视觉中国
“一般情况下，人工造雪都使用‘雪炮’造雪机。它的原理也大致可以分成两种，一种是用制冰装置生产出很小的片冰，用片冰来造雪；另外就是传统的高压水跟空气混合来造雪。”一位资深业内专家表示，“传统人造雪是将水注入专用的喷嘴或喷枪，再用高压空气将水流分割成微小的粒子，只要温度低于0℃以下，喷枪把这些粒子喷出来，小水滴就能在落地之前快速冻结凝固成为冰晶。”
除了时间可控的优势，人造雪因为可以自由地按需调整所造雪的粒径、含水量和硬度，因而更能满足不同赛事、不同场地的雪地需求。
以高山滑雪项目为例：作为冬季项目中的重要内容，该项目因为运动员时速非常高，因而对赛道的要求也更高，只能使用“冰状雪”赛道方可满足国际标准。
2019年初，我国首条高山速降“冰状雪”赛道（图右侧赛道）在张家口市崇礼区太舞滑雪场制成 图片来源/新华社
据了解，冰状雪是指滑雪场上雪质的一种形态，其雪花比疏松绵软的天然雪要“硬”，密度高达0.65克/立方厘米，如果用它来铺压道面，就仿佛在雪地建设了一条“塑胶跑道”，既能减小赛道表面对滑雪板的摩擦力、显著提高成绩，又能提升运动员滑雪时的舒适感，有助于保护运动员的身体。
很长时间以来，打造高质量的冰状雪赛道一直都是我国冰雪产业“卡脖子”的技术难点。为此，我国科研工作者经过不懈的努力，成功建立了北京延庆、张家口赛区制造冰状雪的属地参数，同时借助注水和压实成套的制雪工艺，最终成功造出了符合大陆性季风区气候条件的合格“冰状雪”。
工作人员在国家高山滑雪中心的雪道上操作压雪车 图片来源/新华社
为了更好地解决“雪从何处来”的难题，北京冬奥会又大胆尝试了储雪技术——在前一年冬天的时候提前把合格的雪造好，然后将这些雪储存在一个平整的场地，等到赛时再使用。2017年，北京冬奥组委会曾在延庆石京龙滑雪场开展了相关试验。实践证明：60%的冬雪被成功储存了下来。
除了用雪问题，如果冰状雪赛道建好后突逢降雪，天然雪也会导致原本“光滑如镜”的赛道功亏一篑。2月底、3月初的华北地区易出现极端天气，如遇降雨还可能会导致赛道表面结冰，进而增大比赛风险。对此，北京冬奥会制定了详细的应急预案：遇雪即用压雪机重新压实雪道，并研发了冰雪硬度仪等自动测量仪进行雪道雪质检测，切实保障冬奥雪道高质量用雪。
撰文：王雪莹
编辑：丁林
科学性审核：张凯 北京理工大学宇航学院教授
本文来自：中国数字科技馆
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