人工造雪有毒吗机水分大怎么回事?

导语:全中国有700多座滑雪场,甚至连广东省都有3座。滑雪场大多靠人工造雪,那么问题来了:人工造的雪和天然雪有什么区别?什么样的雪滑起来更畅快?建一座滑雪场。或办一场冬奥会,究竟要花多少力气造雪?让我们来看看。

雪是水或冰在空中凝结再落下的自然现象,也是水在固态的一种形式。在北方的冬季,常常可以见到漫天飞舞的雪花,甚是漂亮。它是由大量白色不透明的冰晶(雪晶)和其聚合物(雪团)组成的在空中凝结再落下的自然现象。

这里提到的冰晶(雪晶),也就是雪花,是构成雪的主要成分,把1万枚雪花堆在一起,才能得到大约1g的雪。

第一步是“成核”。一般情况下,空气中存在许多微小颗粒,也就是凝结核,它们能吸收空气中的水分,形成液滴,当液滴冻结成冰粒,就成了雪花的“晶核”。如果空气中没有凝结核,那就需要更低的温度,水汽才能自发地液化和凝华,形成晶核,速度也更慢。这也是为什么一瓶没有杂质的纯净水放在0℃以下,会变成一瓶液态的过冷水,而不容易结冰。

俄罗斯摄影师AlexeyKljatov微距镜头下的雪花

其中湿球温度,指的是用湿润的纱布包裹温度计时所测得的温度,即在同一温度下,空气越干燥,纱布上的水分越容易蒸发,温度计显示的湿球温度就会越低。所以哪怕环境温度在零上,只要空气足够干燥,让湿球温度小于零,那就可以造雪。一般来说,温度越低、空气越干燥,雪晶就越容易生长。

不同的造雪机型号和造雪环境,能够产出不同雪温、粘度、摩擦力,和颗粒大小的雪晶,也能造出和天然新雪触感相同的粉雪。这种雪蓬松有弹性,踩在上面会发出“嘎吱”的声音,就算摔了也不疼;不过,粉雪对于滑雪者的技术要求也更高,因为雪质太软,一踩一个坑,一般人根本滑不起来。而且粉雪很难保存,如果滑的人太多、或者温湿度稍有变化,很容易变成一摊烂泥雪。所以大多数滑雪场在造雪的同时,还需要用压雪机把雪压实,以增加雪的密度,让雪道更瓷实,滑起来更快。

一般来说,这种用于给新手提供休闲娱乐的初级雪道,雪的密度在450kg每立方米左右,是新雪的3倍左右;用于专业比赛的雪道,雪的密度还会更高。比如根据新华社的报道,国际雪联要求高山滑雪的雪道表面必须保持近似于冰面的结晶状态,也就是所谓的“冰状雪”。建这种雪道需要经过注水、反复翻压等一系列操作,之后还得每天维护。也只有这样的雪道,才能让前后出场的滑雪选手都能在相同状态的赛道上滑行,确保比赛的公平性。

随着滑雪的流行,造雪的需求也在逐渐扩大。根据《2019年中国滑雪产业白皮书》,如今中国的770座雪场里有8559台造雪机,相当于每座滑雪场里有11台。而中国国家高山滑雪中心测试赛造雪量为26万立方米,就动用了117台造雪机和19台压雪车。

冬奥会中,光滑如镜冰状雪赛道如何铺就?

零下20℃以下,风速达到每秒30米,在普通人正常站立都非常困难的陡峭赛道上,有一群人不仅要穿梭滑行,还要注意力高度集中,协同配合打磨冰状雪赛道。高山滑雪项目被誉为“冬奥会皇冠上的明珠”,冰状雪的制造可谓是铸造这一明珠的基石。

过去3年,在北京冬奥组委领导下,延庆赛区建设运营方北控京奥建设有限公司培养出国内唯一一支对标国际赛事的山地运行保障团队,主要负责高山滑雪中心的造雪压雪、山地救援、安全防护、索道运行等任务。

国际高山滑雪比赛用的冰状雪赛道不同于大众雪场,需要通过注水才能达到标准。注水板结一定时间后水分会下沉,再由人工一遍一遍地清除直至形成光滑的雪道,才符合赛事要求,因此这个过程需要“精耕细作”。

延庆冰状雪赛道 图源:

冰状雪赛道分为两种。一种是冰状雪竞速赛道,另一种是冰状雪竞技赛道。在制作竞速赛道时,压雪车要先把雪道翻开,将雪块破碎、雪面疏松后进行注水,再通过反复翻压将湿雪压均匀。在确保赛道范围内冰状雪层厚度一致并且没有大的孔洞之后,再迅速将赛道压平,雪层就会自下而上形成一层“冰壳”。随后再由赛道工作人员通过滑雪板侧滑的方式铲去上面的浮雪,修整后的赛道看上去光滑如镜。

与竞速冰状雪赛道浇水方式不同,竞技赛道采用的是注水器注水方式。在雪道经过初步压雪平整后,需要对雪层含水量初步评估,按照国际雪联要求的赛道标准调整好注水设备后,注水正式开始。

整个注水过程需要10至20人的团队配合,使用一种独特的“Z”字型注水器,可以保证整条雪道均匀注水。不仅要保证雪道中每立方米的雪含水量相同,同时还需要每次移动的距离保持相同,这样才能保证整条雪道的硬度相同、雪况一致。

如今,经过北控高山运行团队的精心打磨塑形后,坚硬光滑的冰状雪赛道已经揭开神秘面纱,这对运动员来说将是一场新的挑战。

2022年第24届冬季奥林匹克运动会,将在北京和张家口举行。这是中国历史上第一次举办冬季奥运会。同时,中国也成为第一个实现举办过奥运会、残奥会、青奥会、冬奥会、冬残奥会的国家。百年变迁,沧海桑田,从奥运边缘看客,到实现“全满贯”的壮举,离不开“中国制造”的努力,相信在明年的冬奥会中,我国又会让全世界眼前一亮。


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气象条件对人造雪活动的影响

我国户外滑雪运动发展速度加快

人造雪的技术手段被广泛应用于滑雪场的运营

雪生产所需要的基本气象条件

在此基础上介绍了基于天然降水资源循环利用的人

希望对国内雪场人造雪的优化管理提供帮助

年冬季奥运会,滑雪运动正受到越来越热烈的关注。目前

家,按照申冬奥规划,未来几年我国雪场数量还将大幅

增加。然而受制于气候条件,我国大部分地区并不具备建造天然雪场的条件。

随着人造雪技术的不断发展,世界很多著名的滑雪胜地已经使用人工造雪技术补充

自然雪。相比天然雪,人造雪具有雪晶中含水量大、耐滑耐化、雪质硬等雪道必备

的特点,同时人造雪的使用保证了雪道品质的稳定性,同时扩展了滑雪运动的开展

时间。虽然人造雪具有诸多优点,但是抗衡自然条件造雪所付出的代价是高昂的水

  时近傍晚,银装素裹的张家口崇礼云顶滑雪公园游客散去,场地赛事部造雪兼电气主管黄永斌带着造雪师团队开始工作。百余台造雪设备一齐开动,雪花扑簌簌落满山头,在灯光的照射下分外美丽。

  北京冬奥会赛时,滑雪项目将有20枚金牌在这里产生。一想到这,黄永斌就浑身充满干劲,“要用更优质的雪迎接冬奥到来,希望运动员们在这片场地滑出好成绩”。

  “对造雪师来说最重要的是出雪质量,得保证游客和选手的滑行体验”

  因为工作内容是以水造雪、将山坡变为雪道,造雪师常被称为“冰雪魔术师”。就像精彩的魔术不只是摆弄道具,优质人工雪的产生不仅是造雪机的功劳,更需要造雪师经验和技巧的积累。

  “造雪对温度、湿度要求很细,温度要求在0摄氏度以下,湿度最好在50%以下。我们要控制水和空气的压缩混合比,通过造雪机雾化喷出,在空气中凝结成雪晶。喷洒距离越远,雪质才越好。”黄永斌说。

  造雪机的摆放也有学问,即便是同一条雪道,每次造雪时设备放置的位置也不尽相同。“风速、风向都要计入考虑。设备启动后,每隔1小时要实地查看造雪情况。”

  造雪细节千头万绪,但黄永斌基本能一步到位,极少出错。对赛道和设备情况了然于胸,没什么捷径,唯有日复一日的钻研摸索。

  黄永斌每天要徒步上下山,逐个巡查造雪设备,日均要走4万步。他还掌握不少“独门绝技”:听听造雪设备的轰鸣声就能判断运转是否正常,攥一把雪就能检验造雪质量,“散说明雪质太干,实就是水分太大,干湿适中,雪质最佳”。

  每年雪季开始时,是黄永斌最忙碌的日子。因为初次造雪要确保雪面厚度30厘米以上,造雪师们经常赶工,吃住都在雪场。非雪季,他们则需要检修造雪设备,以备雪季使用。

  从业6年,51岁的黄永斌因为常年在山上作业,皮肤黝黑,双手布满老茧。但在他眼里,这是造雪师的勋章:“对造雪师来说最重要的是出雪质量,得保证游客和选手的滑行体验。”看着雪道逐渐成形,黄永斌总会感到莫大幸福。

  “优质的人工雪密度高、强度高、易塑形,是赛道用雪的上佳选择”

  在黄永斌看来,崇礼的气候非常适合人工造雪,出雪质量很高。“优质的人工雪密度高、强度高、易塑形,是赛道用雪的上佳选择。而且相较于天然降雪,人工雪更耐高温,因此崇礼的雪季能从头年的11月初延续到次年的4月前后。人工造雪对雪场意义重大,举办滑雪赛事更是如此。”

  北京冬奥会自由式滑雪和单板滑雪的大多数比赛项目,将在云顶滑雪公园举行。冬天的山上,气温最低能到零下30摄氏度,风力最大能达到8级左右,身高体壮的造雪师都被吹得踉跄。即便如此,一旦设备出现故障,大家都冲着抢着去检修。

  “雪场给我们配备了厚厚的防寒服和手套,但在维修结构精密的造雪机时,我们会选择徒手作业。干两分钟,把手揣到怀里暖一暖,再接着干。”黄永斌说:“风雪越大的时候,我们越要冲到工作第一线。”除了造雪,黄永斌还要负责雪场的电力设施和场地设备检修,虽然辛苦,但服务冬奥会的热情高涨。

  2021年年末,国际雪联单板滑雪和自由式滑雪障碍追逐世界杯在云顶滑雪公园举办,黄永斌带领20名经验丰富的造雪师全程参与造雪工作,良好的雪质受到国内外运动员的好评。“投入冬奥会造雪工作,是我们的责任,更是荣耀。如果中国运动员能在这片场地上取得好成绩,所有付出都值得!”

  “越来越多人开始关注冰雪运动,行业的前景也会越来越好”

  黄永斌是土生土长的崇礼人,曾在外地从事过电气领域的工作。2015年,北京携手张家口获得2022年冬奥会和冬残奥会举办权,令他倍感自豪:“当时就琢磨着,冬奥会能给自己和家乡带来什么,自己又能为冬奥会做什么。”

  最初进入雪场工作时,黄永斌对造雪工作并不了解,跟着一名新西兰造雪师学习。由于不怕苦,悟性又高,两年下来黄永斌就能够独立完成造雪任务。

  “那时雪场只有六七十台造雪机,多是从国外进口,懂操作的人凤毛麟角。”黄永斌说:“现在条件好多了,雪场配备了270多台造雪机,能根据气温、湿度、风向等环境变化,远程调整出合适的参数,满足各种造雪需求。”

  让黄永斌更为欣喜的是,越来越多的年轻人开始关注这个行业,选择成为造雪师。“团队现在有40多人,年龄最小的才20岁出头,最近两年还有大学生加入我们。”

  黄永斌从业的6年,正是冬奥筹办紧锣密鼓推进、冰雪运动迅速普及推广的6年。云顶的变化、崇礼的变化、冰雪运动的变化,他都看在眼里:“现在越来越多人开始关注冰雪运动,行业的前景也会越来越好。”

  确实,黄永斌所在的云顶滑雪公园,赛道扩容升级,服务越发周到,游客纷至沓来;崇礼也旧貌换新颜,这座塞北小城每5个当地人就有1人捧起“雪饭碗”;据统计,国内各类滑雪场达到803个,较2015年增幅达41%……职业前景看涨、家乡越发漂亮、就业面更加宽广,日子一天比一天更有奔头。

  看着雪道上年轻人热火朝天的背影和漫天飞舞的雪花,黄永斌心底升腾起一个新目标:“造雪师还是一个新工种,期待更多年轻人关注这个工作。我要手把手地教他们,希望为国家培养更多专业的冰雪人才。”

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