雪务保障技术 让北京冬奥会实现“用雪自由”

科技冬奥进行时

进入倒计时100天之后，北京2022年冬奥会离我们越来越近。

“雪务保障是冬奥会筹办的基础工作，事关雪上项目赛事能否成功举办的关键，不允许有任何闪失。”中国科学院西北生态环境资源研究院研究员王飞腾在接受科技日报记者采访时表示，国家重点研发计划——科技冬奥“赛事用雪保障关键技术研究与应用示范”专项从造雪、保雪、储雪三个方面进行攻关，让冬雪夏用成为可能，确保北京冬奥会“用雪自由”。

为高山滑雪造一条合格的“塑胶跑道”

冰与雪是冬奥会的“灵魂”，打造优质的冰雪赛道，可为运动员创造佳绩提供先天条件，又在客观上增加了竞速比赛的激烈程度。

国际竞赛特别是冬奥会的比赛，滑雪竞技项目使用的几乎全部是人工造雪。究其原因，人工造雪时间可控，只要温度低于零摄氏度，造雪机就可以工作，摆脱了靠天吃饭的风险。更重要的是，人工造雪可实现粒径、含水量、硬度的改变，满足不同比赛场地需求，适合大多数雪上比赛项目。

但是，在2016年以前，中国造不出一条合格的“冰状雪”赛道。不光如此，当时国内的很多专家甚至都没听说过“冰状雪”这个概念。

“‘冰状雪’指的是滑雪场雪质的一种形态，雪的密度很大，可达0.65克每立方厘米，主要用于减小赛道表面对于滑雪板的摩擦力。可以说，冰状雪赛道就是高山滑雪项目的‘塑胶跑道’。”王飞腾告诉科技日报记者，“冰状雪”的制作质量对提高运动员的成绩及滑雪的舒适感，保护运动员的身体，延长运动寿命有着十分重要的作用。

“我国雪务工作的相关研究起步较晚、科研基础薄弱，而且面临很多国外技术封锁。”王飞腾表示，高质量“冰状雪”生产曾困住了中国的冰雪产业。

在此背景下，中国科学院冰冻圈科学国家重点实验室牵头，联合国内从事冰雪技术研究、冰雪教学、雪务规划、滑雪设备制造公司等，组成中国自己的科研项目团队，向制造中国自己的“冰状雪”发起攻关。

经过大量的观测和试验，王飞腾团队建立了北京延庆、张家口赛区制造“冰状雪”的属地参数，从机理上搞清楚优质雪道的雪质要求。而且，借助注水、压实成套制雪工艺，团队成功制造出符合大陆性季风区的合格“冰状雪”。

为应对极端天气变化出高招

北京冬奥会面临的另一项挑战：近二十年首次在大陆性季风地区举办，由此带来的问题是，如何应对冬春交替期容易出现的极端天气。

如果遇到下雪天，密度松软的天然雪会使赛道雪质发生变化，需要压雪机重新压实，再利用自主研发的雪硬度仪快捷检测，保障比赛迅速恢复。同时，冬奥会也最怕下雨，雨水会使滑雪赛道表层结冰，比赛变得危险异常，此时需要对赛道进行整饰，保障雪质合格。

此外，春季的北京与河北张家口还会遇上沙尘天气，一旦沙尘暴爆发，不光赛道雪质会大大下降，转播的视屏景观也会变差，怎么办呢？

王飞腾团队想到的办法是“储雪”——在冬天温度非常低的时候，提前把雪造好，然后找一个平整的场地将雪储存起来，经过漫长的春夏秋三季，待到次年初冬再进行使用。

这个想法并不是天方夜谭。在科技冬奥“赛事用雪保障关键技术研究与应用示范”专项支持下，2017年项目团队全程参与北京冬奥组委在延庆石京龙滑雪场开展的储雪试验，经过整个夏季的“考验”，大概60%的雪被储存下来。

“在没接触冬奥会之前，我国很少有人能想到原来雪还能够储存起来，而且这项技术不光能服务冬奥会，还为冰川保护提供了科技支撑。”王飞腾说。

在2020年和2021年的夏季，项目团队将储雪技术应用到我国四川达古冰川的保护，王飞腾告诉科技日报记者，去年的实验非常好，短短两个月可以减缓接近70%的冰川消融，冰川的厚度可以增厚一米左右。