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为什么要人工降雪

人气:118 ℃ /2023-03-30 16:33:47

之所以要人工降雪是为了提高冬季及春季的降水量,减少越冬作物的冻害损失,增加水分和土壤活力,有利于春播的顺利进行,而且人工降雪的过程有利于净化空气、改善土壤墒情以及降低森林火险等级。

雪是由大量白色不透明的冰晶和其聚合物组成的降水。雪是水在空中凝结再落下的自然现象,或指落下的雪。

雪是水在固态的一种形式,雪只会在很冷的温度及温带气旋的影响下才会出现,因此亚热带地区和热带地区下雪的机会较微小。

大气中的水蒸汽直接凝华或水滴直接凝固而成,就是雪,也可说是云中的温度过低,小水滴结成冰晶,落到地面仍然是雪花时,就是下雪了。

为什么要人工降雪不直接浇水呢

冬奥会人工造雪会消耗水资源吗?对农业用水有影响吗?

北京冬奥热度不断升温,人们期待体育强则中国强,体育兴则国运兴。北京冬奥会开幕以来,17岁的小将苏翊鸣收获了中国男子单板滑雪第一枚冬奥会奖牌,任子威夺得短道速滑男子1000米冠军,谷爱凌夺金,中国人对冰雪运动的热情不断升温。

而有网友表示,天然降雪无法满足用雪需要,那么滑雪场的雪是怎么来的?

一般情况下滑雪场里雪有两种来源,一种是自然降雪,另一种是造雪机造雪。而一座5S级别的滑雪场至少需要1.8万立方米的雪才能堆满一条1000米的初级滑雪道。

在我国的北方地区只有少数滑雪场才有可能使用天然雪,其余大多数滑雪场都需要人造雪,最常见的压缩空气型造雪机叫做“雪炮”。

它的工作原理是将过冷水和压缩空气混合、喷出让水雾化成无数小水滴形成晶核,喷出的空气会将这些晶核散播开,进一步与水汽接触让晶体“生长”模拟自然雪的形成。

人造雪绝非“假雪”

在滑雪场内天然降雪只是基础,人工造雪才是关键。因为不同的雪上竞赛项目对雪质的要求各不相同,即使有充沛的天然降雪,也需要人工进行再造,所以人工造雪成为创造雪上优质赛道的关键。

据可查询的记录,1980年普莱西德湖冬奥会是首届采用人工造雪措施的冬奥会。近年来,在温哥华、索契以及平昌等地举行的冬奥会,均大量采用了人造雪。在2018年平昌冬奥会中,人造雪用量达到了总使用雪量的90%。北京冬奥会也不例外,在延庆赛区、张家口赛区以及首钢滑雪大跳台,使用的都是人工造雪。

片面地将人造雪视为“假雪”并不可取,曾在国际雪联担任过21年自由式滑雪竞赛主任的乔·菲茨杰拉德向记者表示:

水分子在自然界中以固态、液态和气态形式存在,在不同的温度条件下不断变化,所谓造雪,只是将液态的水在低气温条件下转变为固态形式,雪场用水造雪好比农夫用水浇灌作物,全世界的雪场都是如此,除了零星一些自然降雪十分丰富的地方。

造雪为满足冬奥赛道雪量要求

根据国际雪联文件《2022年冬奥会自由式滑雪和单板滑雪场地设计要求》指出,滑雪障碍追逐赛道需保证约71500立方米雪量,当这一数字加上融化系数后,将达到107200立方米。即使是面积较小的大跳台赛道,也需维持至少11000立方米雪量。这意味着在面积有限的自由式滑雪比赛场地,很难全然通过天然降雪积累如此之高的雪量。同时,由于这些赛道通常建造在地形复杂的山间,因此很难从他处搬运天然雪,运输成本亦不划算。

对于高山滑雪赛道而言,天然降雪也很难为场地供应充足的雪量。延庆赛区建设单位北控京奥建设有限公司场馆运营分公司总经理吕泓佑曾向记者介绍:

即使天然降雪达到3米厚,经过压雪后也只能形成30厘米至40厘米的雪层,无法达到冬奥会高山滑雪竞赛所需使用的“冰状雪”要求。按照国际惯例,近年来冬奥会高山滑雪场地均使用人工方式造雪。

造雪让竞技更公平

一般滑雪者偏爱在新降下的“粉雪”上滑行。然而,与这一认知相反的是,一旦高山滑雪赛道整备完成,新的降雪反倒会成为比赛的“敌人”。自然产生的新降雪、融化后重新凝结的雪、长期堆积的雪等各类雪况拥有不同的物理特性,甚至雪温差异也会影响其性状。为了满足体育竞技赛事的公平性,性状稳定对雪道而言十分重要。美国滑雪协会《赛道专家培训手册》形容道:包括造雪在内的所有工作几乎只有一个目的,就是为了确保运动员无论出发顺序,都能享受稳定公平的赛道条件。简而言之,这种公平条件体现为雪道足够硬。不过,将雪道变硬并非容易之事,为了方便硬化操作,赛道上的存雪本身就得具有相对稳定的物理特性。

造雪并非“消耗”水资源

人工造雪是一个由水变雪的物理过程,雪场的雪消融后,通过蓄水设备将消融雪水积蓄起来,沉积、过滤后可进行再次造雪。而且,由于造雪过程不添加其他添加剂,收集后的消融雪水还可用于景观绿化和农业灌溉,达到循环利用的效果。

延庆赛区建设单位北控京奥建设有限公司场馆运营分公司总经理吕泓佑介绍:

国家高山滑雪中心造雪使用的水源来自两个渠道,一是山下的天然湖泊,二是山上水源循环系统。该系统包含两个水池,分别收集降雨和化雪融水,实现高效率循环利用。经过长期的锤炼,高山造雪团队已经达到最优工作状态,所采用的造雪方案也经过科学研究和适当调整,实现了用水的集约高效。

北京金河水务建设集团有限公司相关负责人介绍:

国家高山滑雪中心在雪季之后的融水以及日常接收到的雨水,都将通过赛区内的天然沟道汇流收集至位于海拔900米的塘坝内,用于赛区绿化和下一雪季的造雪。同时,该塘坝还可作为景观水库,是赛区景观的重要组成部分,成为水资源可持续利用的典范。

2022年北京冬奥会张家口赛区造雪水源的源头来自哪里?会对当地生产生活包括农业用水造成影响吗?

张家口赛区古杨树场馆群山地运行经理魏庆华介绍:

古杨树赛场的造雪水源主要来自地表径流和对雨水的收集。此次冬奥会造雪总计划用水39万吨,现在利用了36万吨,这在整个崇礼区域的用水量中占比不到1%。从盐湖城冬奥会到现在,人造雪的技术也得到了很大的提升,现在的造雪是自动控制的,对水的利用率比较高,等雪消融成为水,可以回到雪场的一些蓄水设施。像古杨树的大蓄池有20万吨,还有5个景观湖有5万吨,可以把这些融雪水蓄积起来,在非雪季用作比如说绿化、景观、下游农业生产灌溉的用水。

在雪场用尽量少的水资源造尽量多的优质雪道,还有一个更直接的方式——储雪,即将冬天的雪储存起来,挨过高温夏天,等到来年冬季再进行使用。

在国家重点研发计划“科技冬奥”专项“赛事用雪保障关键技术研究与应用示范”项目的支持下,中国的科研团队也已完成了储雪技术及设备的研发。中国科学院西北生态环境资源研究院王飞腾团队在2017年便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。

来源:农视网、国基新基建

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