為什么冬奧會(huì)要用人造雪？

最近，網(wǎng)絡(luò)上有人說，人造雪是對(duì)水資源的浪費(fèi)，會(huì)影響生態(tài)和生活用水，甚至質(zhì)疑，為什么冬奧會(huì)不能用自然雪？一定要用人造雪？

在感受到大家對(duì)冰雪運(yùn)動(dòng)和冬奧會(huì)的關(guān)注的同時(shí)，作為一名專職和“雪”打交道的科研工作者，今天就來聊聊為什么現(xiàn)代的冬奧會(huì)一定要用人造雪。

中國(guó)選手宋祺武在跳臺(tái)滑雪比賽中（新華社記者 牟宇 攝）

Part.1

冬奧會(huì)用雪量大，自然雪量難以滿足

國(guó)際雪聯(lián)文件《2022年冬奧會(huì)自由式滑雪和單板滑雪場(chǎng)地設(shè)計(jì)要求》指出，滑雪障礙追逐賽道需1.07×10^5立方米的雪量；即使是面積較小的滑雪大跳臺(tái)賽道，也需維持至少1.1×10^4立方米雪量。

很明顯，豐裕的積雪是保障冬奧會(huì)開展的最基本條件，但在過去依靠自然雪的年代，就出現(xiàn)過老天“不給面子”，讓冬奧會(huì)無法順利舉行的情況。比如1928年的瑞士圣莫里茨冬奧會(huì)，由于主辦地降雪少，導(dǎo)致許多比賽項(xiàng)目直接取消，甚至越野滑雪50公里比賽因?yàn)槿毖沟霉谲姷竭_(dá)終點(diǎn)的時(shí)間比上屆冠軍慢了一個(gè)多小時(shí)。

隨著科技發(fā)展，人工造雪逐漸改變了冬奧會(huì)“靠天賞臉”的局面，解決了主辦地?zé)o雪少雪的尷尬，也使競(jìng)技比賽更加安全可靠。

2021年11月16日拍攝的正在造雪中的國(guó)家高山滑雪中心雪道（無人機(jī)照片）。（圖片來源：新華社記者張晨霖?cái)z）

自1980年美國(guó)普萊西德湖冬奧會(huì)首次采用人工造雪措施后，溫哥華、索契以及平昌等地舉行的冬奧會(huì)均大量使用了人造雪。

Part.2

人造雪讓奧運(yùn)會(huì)競(jìng)技比賽更公平公正

隨著奧運(yùn)會(huì)各項(xiàng)賽事的公平公正化和標(biāo)準(zhǔn)化，競(jìng)技場(chǎng)地的雪量和雪質(zhì)的要求更高，為保證質(zhì)量，人造雪逐漸扮演起了冬奧會(huì)中的“關(guān)鍵先生”角色。

首先，人造雪場(chǎng)的積雪性狀單一并且穩(wěn)定。對(duì)于大眾而言，自然雪場(chǎng)環(huán)境優(yōu)美、雪質(zhì)松軟，不僅可以滑雪嬉戲，而且非常適合觀光游玩。但對(duì)于奧運(yùn)會(huì)而言，最基本的要求是運(yùn)動(dòng)員在公平、公正的條件下展開競(jìng)技。

因此，為滿足賽事的公平性，雪場(chǎng)的積雪性狀要單一并且保持穩(wěn)定，確保來自世界不同地區(qū)的運(yùn)動(dòng)員無論出發(fā)順序和競(jìng)技時(shí)間如何，都能享受穩(wěn)定公平的賽道條件。

雪道在賽前必須用壓雪機(jī)反復(fù)把雪壓實(shí)和平整，盡量減緩積雪發(fā)育和變質(zhì)過程，讓積雪性狀保持穩(wěn)定。在《從形成到堆積，人造雪與天然雪有哪些不同？》一文中，我們已經(jīng)說到，自然積雪的物理特性多變，對(duì)運(yùn)動(dòng)員的成績(jī)及滑雪的舒適感等都有影響，而人造雪的雪層單一、性狀穩(wěn)定，因此在被壓雪、平整、注水后，更容易成為物理性質(zhì)一致的雪道。

壓實(shí)、平整的滑雪比賽場(chǎng)（圖片來源：作者自制）

其次，在世界上不同氣候的區(qū)域，積雪的密度、含水率和雪場(chǎng)中雪晶體發(fā)育狀況等差異顯著，影響來自世界不同地區(qū)運(yùn)動(dòng)員的公平競(jìng)技。

比如，我國(guó)新疆天山和阿勒泰山地區(qū)氣溫低、雪密度低、含水率低、孔隙率高、溫度梯度高，屬于典型的大陸性雪氣候。該雪氣候條件下，積雪發(fā)育變質(zhì)明顯，直徑相對(duì)大的雪顆粒（深霜等）在雪場(chǎng)中的占比高。

而海洋性雪氣候的日本北海道、加拿大東海岸等地區(qū)，氣溫相對(duì)高、雪密度高、含水率高、孔隙率低、溫度梯度低，深霜等大顆粒雪晶體發(fā)育變質(zhì)緩慢。此外，屬于過渡性雪氣候的阿爾卑斯山積雪特性介于大陸性和海洋性雪氣候之間，也別具一格。

如果將經(jīng)常在積雪含水率低、大顆粒雪晶體多的大陸性雪氣候區(qū)訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)員放置到積雪含水率高、小顆粒雪晶體多的海洋性雪氣候區(qū)進(jìn)行滑雪比賽，肯定會(huì)影響運(yùn)動(dòng)員的發(fā)揮和競(jìng)技的公平性。而人造雪完全由人工條件控制，在哪里都一樣，完全可以克服地區(qū)氣候環(huán)境帶來的雪場(chǎng)特性差異，從而影響運(yùn)動(dòng)公平性的問題。

Part.3

冬奧會(huì)用雪要求高，

雪場(chǎng)積雪要有抗高壓和抗高沖擊力性能

奧運(yùn)會(huì)的口號(hào)是“更快、更高、更強(qiáng)”，跳臺(tái)滑雪、單板追逐滑雪等都是在高速?zèng)_擊和飛速追逐中展開。因此，冬奧會(huì)要求雪道積雪具有抗高沖擊和高壓的性能。

單板滑雪中的高速轉(zhuǎn)彎沖擊（圖片來源：作者自制）

自然積雪由于孔隙率大、密度低、強(qiáng)度低，無法滿足跳臺(tái)滑雪、單板追逐滑雪等項(xiàng)目比賽用雪需求。然而就算用壓雪機(jī)把雪壓實(shí)，也不能完全達(dá)到理想滑雪競(jìng)技標(biāo)準(zhǔn)。這是因?yàn)樽匀环e雪底部由于梯溫變質(zhì)，易形成孔隙率高但抗壓能力強(qiáng)的凝聚態(tài)深霜，這就會(huì)在跳臺(tái)滑雪等高沖擊運(yùn)動(dòng)中，雪場(chǎng)中出現(xiàn)踏坑和沖擊坑，影響比賽。

凝聚態(tài)深霜（圖片來源：作者自制）

國(guó)際雪聯(lián)要求，高山滑雪的雪道表面必須保持近似于冰面的結(jié)晶狀態(tài)，這樣的雪道硬度大，在運(yùn)動(dòng)員高速?zèng)_擊和轉(zhuǎn)彎的情況下能保證雪道表面相對(duì)平整。而且選手不論第幾個(gè)出場(chǎng)，雪道狀態(tài)和積雪形狀都能保持穩(wěn)定。雪晶體類型單一、性狀穩(wěn)定的人造雪場(chǎng)，便能很好地滿足上面的要求。

由此可見，對(duì)于冬奧會(huì)雪場(chǎng)客觀要求而言，無論是從雪量控制，積雪性狀穩(wěn)定還是雪場(chǎng)抗壓抗沖擊力強(qiáng)等哪個(gè)方面，人造雪都十分符合冬奧會(huì)對(duì)于雪場(chǎng)積雪的要求，是國(guó)際重大賽事保障用雪質(zhì)量的客觀需求。

人造雪將在2022北京冬奧會(huì)中發(fā)揮不可替代的作用，成為公平、公正的保障之一。

就讓我們一起期待冬奧會(huì)中，運(yùn)動(dòng)健兒們?cè)谘﹫?chǎng)上矯健的身姿和優(yōu)秀的成績(jī)吧！

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出品：科普中國(guó)

制作：郝建盛

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