雪務(wù)保障技術(shù)讓北京冬奧會(huì)實(shí)現(xiàn)“用雪自由”

何亮

冰與雪是冬奧會(huì)的“靈魂”，打造優(yōu)質(zhì)的冰雪賽道，可為運(yùn)動(dòng)員創(chuàng)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。

國際競賽特別是冬奧會(huì)的比賽，滑雪競技項(xiàng)目使用的幾乎全部是人工造雪。究其原因，人工造雪時(shí)間可控，只要溫度低于零攝氏度，造雪機(jī)就可以工作，擺脫了靠天吃飯的風(fēng)險(xiǎn)。更重要的是，人工造雪可實(shí)現(xiàn)粒徑、含水量、硬度的改變，滿足不同比賽場地需求，適合大多數(shù)雪上比賽項(xiàng)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(dāng)時(shí)國內(nèi)的很多專家甚至都沒聽說過“冰狀雪”這個(gè)概念。

“冰狀雪”指的是滑雪場雪質(zhì)的一種形態(tài)，雪的密度很大，可達(dá)0.65克每立方厘米，主要用于減小賽道表面對于滑雪板的摩擦力。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”的制作質(zhì)量對提高運(yùn)動(dòng)員的成績以及滑雪的舒適感，保護(hù)運(yùn)動(dòng)員的身體，延長運(yùn)動(dòng)壽命，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，而且面臨國外很多技術(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)備制造等相關(guān)單位，組成中國自己的科研項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，向制造中國自己的“冰狀雪”發(fā)起攻關(guān)。

經(jīng)過大量的觀測和試驗(yàn)，中國科學(xué)院團(tuán)隊(duì)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)理上搞清楚了優(yōu)質(zhì)雪道的雪質(zhì)要求。而且，借助注水、壓實(shí)等成套制雪工藝，團(tuán)隊(duì)成功制造出符合大陸性季風(fēng)地區(qū)的合格“冰狀雪”。

北京冬奧會(huì)面臨的另一項(xiàng)挑戰(zhàn)：近二十年首次在大陸性季風(fēng)地區(qū)舉辦冬奧，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，需要壓雪機(jī)重新壓實(shí)，再利用自主研發(fā)的雪硬度儀快速檢測，保障比賽迅速恢復(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，使比賽變得危險(xiǎn)異常，此時(shí)需要對賽道進(jìn)行整飭，保障雪質(zhì)合格。

此外，春季的北京與河北張家口還會(huì)遇上沙塵天氣，一旦沙塵暴爆發(fā)，不光賽道雪質(zhì)會(huì)大大下降，轉(zhuǎn)播的視屏景觀也會(huì)變差，怎么辦呢？

中國科學(xué)院團(tuán)隊(duì)想到的辦法是“儲雪”——在冬天溫度非常低的時(shí)候，提前把雪造好，然后找一個(gè)平整的場地將雪儲存起來，經(jīng)過漫長的春、夏、秋三季，待到次年初冬再進(jìn)行使用。

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雪試驗(yàn)，經(jīng)過整個(gè)夏季的“考驗(yàn)”，大概60%的雪被儲存下來。這項(xiàng)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。在2020年和2021年的夏季，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將儲雪技術(shù)應(yīng)用到我國四川達(dá)古冰川的保護(hù)，試驗(yàn)效果非常好，短短兩個(gè)月可以減緩接近70%的冰川消融，冰川的厚度可以增厚一米左右。

（選自2021年11月1日《科技日報(bào)》，本刊有刪改）