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你知道嗎？北京冬奧會80%以上的雪都是人造的，你或許覺得奇怪，北京是一個冬季降雪量相對豐富的城市，為什么還要使用人工降雪呢？
首先來說，使用人工造雪并非北京冬奧的專利，而是幾乎成了“國際慣例”，自從1980年美國普萊西德湖冬奧會上，第一次使用了人造雪之后，溫哥華、索契以及平昌冬奧會，也都開始大量使用人造雪，特別是2018年的平昌冬奧會，人造雪使用比例更是達到驚人的90%。
而為了備戰(zhàn)北京冬奧會，很多冬奧滑雪場從2021 年 11 月底就開始進行人工造雪，造雪時間一直持續(xù)到 2022 年 1 月。
那么，為什么冬奧會需要這么多人造雪呢？
首先我們要了解人造雪相比自然雪，有什么好處？自然條件下產(chǎn)生的新降雪，融化后重新凝結的雪、以及長期堆積的雪，在物理特性上都各不相同，從而影響到雪的性狀。而國際雪聯(lián)對不同項目的競賽雪道都有相應的技術指標，以保證比賽的公平性和安全性，因此雪的性狀穩(wěn)定對雪道而言，就顯得十分重要。
相比物理特性更為多變的天然雪，人工造雪顯然可控性更高，經(jīng)過擠壓、平整和注水后，更容易被制成可供比賽的雪道。
崇禮萬龍滑雪場的 U 型槽場地
比如崇禮萬龍滑雪場的 U 型槽場地，根據(jù)冬奧會的要求，雪槽的長度要達到 150 至 170 米，寬度要達到 19 至 22 米，深度則要 6.7 米、坡度要達到 17 至 18 度。要想造出這樣一個場地，光靠天公作美顯然不現(xiàn)實，就算是人工造雪也都是一項復雜的技術活，不僅是用雪量，溫度、濕度也都要精準把控，只有將含水量控制在合適的范圍內(nèi)，才能讓U型槽場地一直保持這個形狀不形變。
再比如被譽為“冬奧皇冠明珠”的高山滑雪，運動員的最高時速可達248公里，危險性極大，一般的自然雪根本無法勝任，因此打造一條符合高山滑雪國際標準的雪道，只能使用人工制成的“冰狀雪”。
所謂“冰狀雪”，是指雪花的密度在 0.65 克/立方厘米,雪道表面保持結晶狀態(tài)，好比是敷上一層薄薄的“冰殼”,近似于冰面又不是冰面。這就相當于在雪地上又鋪了一條“塑膠跑道”，不僅雪道硬度大,不易被破壞，而且在運動員高速轉(zhuǎn)彎的情況下，仍能保證雪道表面不變形，因此選手不論第幾個出場,雪道的狀態(tài)都是一樣相對完美。
自然雪的特點是“雨露均沾”，鋪天蓋地到處都一樣，而冬奧比賽用地則需要短期大量積雪，比如國際雪聯(lián)規(guī)定，滑雪障礙追逐賽道需保證約71500 立方米的雪量，加上融化系數(shù)，這個數(shù)字將達到 107200 立方米。即使是面積較小的大跳臺賽道，也至少需要維持11000立方米的雪量。
這么大的用雪量，單靠運輸，成本實在太高。如果全靠自然下雪，至少需要連續(xù)不間斷地下幾十天的大雪。而且滑雪場地每天都需要塑型維護，還需要大量的儲備雪，因此，別說是冬奧會，就算是大多數(shù)的滑雪場，也都是采用人造雪和自然雪相結合的方式。
人造雪和自然雪本質(zhì)上沒有什么不同，都是由水或者水霧組成，區(qū)別在于人造雪一般相對密度更大，更接近粉末狀，自然雪每立方米328公斤，人造雪為每立方米856公斤，因此在相同氣象條件下，人造雪融化更慢。
北京冬奧會上使用雪炮造出的人工雪，分為9種型號，白天溫度較高時使用含水量少的小號雪，夜晚溫度更低則使用7號雪、8號雪，這樣造出來的雪質(zhì)更好。
人工造雪的關鍵設備是造雪機，用來模仿天然降雪的過程，將水變成雪，但和天然雪形成過程有所區(qū)別。
在自然條件下，天上的水汽變成雪必須具備兩個條件：一是要有一定的水汽飽和度，形成攝氏0度以下的冷云；二是必須有凝結核，當冷云中的小水滴遇到空氣中的塵埃顆粒，此時便會形成冰晶；冰晶逐漸增大，當重量達到一定程度就能克服空氣的浮力，從天空中飄落，小雪晶在漂浮的過程中，又通過繼續(xù)凝結和相互碰撞合并成較大的雪花。
人工造雪則是通過造雪機把攝氏5度以下的水霧打散成小粒子，再將這些粒子迅速冷凝結晶，然后再由風筒把雪花噴射出去，以擴大造雪面積。
目前來說，常見的造雪機主要有兩類：炮筒式造雪機和風扇型造雪機。
炮筒式造雪機的原理，就是把來自高壓水泵的高壓霧化水和來自空氣壓縮機的高壓空氣，在噴嘴處混合，利用霧滴自然蒸發(fā)和高壓氣體噴出噴嘴后，體積膨脹帶走熱量，迅速形成冰晶。
人造雪雖然可以制造出與自然界幾乎一樣的雪花，但自然的雪晶是從高空飄落，人工無法模擬，因此很多時候需要將造雪機安裝在炮塔上，從而延長雪晶落地時間，形成更完整的雪花。
風扇型造雪機只是使用了簡單的噴嘴，使水成為細小的小水滴，再使用大功率風扇高速將小水滴吹出，小水滴懸浮在空氣中，進而有足夠的時間進行冷卻和凝固。
風扇型造雪機主要優(yōu)點是不需要對空氣進行壓縮，只需提供水和電。 但是由于沒有壓縮空氣膨脹吸熱，所以在應用條件上，環(huán)境溫度需要比壓縮空氣型造雪機更低。
人造雪技術聽起來并不復雜，但由于我國在這一領域起步較晚，國內(nèi)賽道雪務技術幾乎空白，甚至在 2016 年以前，中國連一條合格的“冰狀雪”賽道也造不出來。
人工造雪是高耗水工程，常見的滑雪場取水方式包括抽取地下水、收集地表徑流和雨雪水，中國滑雪協(xié)會的一項統(tǒng)計表明，用于造雪的地下水回收率只有40%左右，因此收集地表徑流和雨雪水成為更被行業(yè)接受的取水方式。
公開資料顯示，北京冬奧會人造雪計劃用水39萬噸，基本來自地表徑流和雨雪水，為此有關部門在賽場附近建設兩個10萬立方米的蓄水池，以支持人工造雪。
