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三步走,实现冬奥的“用雪自由”

中国科普博览 科学大院 2024-06-28

昨天,我们讲了中国自主研发雪务保障技术的必要性。很多人不知道的是,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。


而现在,我们攻克了不同气候条件的冰状雪赛道制作技术,自主打造了冰状雪赛道,中国从造雪到除雪的技术全部达到国际赛事标准,实现了冬奥的“用雪自由”。


下篇↓↓↓ 



2017年以来,中国科学院西北生态环境资源研究院牵头组建了联合科研项目组,研发出了适合中国冰雪产业发展关键技术的一体化解决方案。下篇,我们从造雪、保雪、储雪三个角度,展开讲述新型技术的优点和特点。


  • 造雪


不同类型的比赛项目对人造雪的物理属性要求,也有较大的差别。比如越野滑雪和冬季两项的雪道需要密度低、湿度小的雪,高山滑雪则需要密度高和硬度高。又比如目前主流的造雪机,能够造出密度介于100kg/m3-400kg/m3的雪,但高山滑雪、跳台滑雪的着落区又要求密度在650kg/m3左右。


赛事用雪保障关键技术研究团队在工作

(图片来源:王飞腾 提供)


造雪里最难的一点,当属“冰状雪”赛道。项目组突破了国外在这个领域的技术封锁,研发了适合中国不同气候条件的高山冰状雪赛道制作技术,完全满足国际大型赛事要求。


科研组不只满足于技术达标,还进一步超越国外团队做到了效率高、节省成本。新技术摒除了传统模式的缺点,创新的模块化集成造雪系统,利用多模式组合,智能化程度高,使得投资、运行成本低造雪效率高,还大幅降低了对环境的破坏


  • 保雪


通俗地理解,就是把比赛时赛道上的雪保持在必要的状态中,该硬的不能变软,该松的不能变密,该冻的不能化掉。雪的状态假若保持不好,轻则影响比赛进程,重则可能伤及人身安全。另外,北京冬奥会的比赛时间是在气温快速回暖的二三月,高温、下雨和沙尘天气等极端天气事件发生的概率较大。因此保雪的重要性,不亚于造雪


赛事用雪保障关键技术研究团队在工作

(图片来源:王飞腾提供)

 

目前传统的保雪措施主要靠人工巡逻预警,效率非常低。项目组构建了复杂地形条件下,气象场降尺度模型与雪质演变预报模型,建立冬奥雪场赛道雪质的监测-预报-判定集成系统,能够对赛道雪质风险进行评估和预警,极大地提高了效率


  • 储雪


储雪的地点一般选择在比赛雪道附近。传统方案的基于现场观测试验,对储雪堆各项指标的确定凭借经验常识,简而言之就是靠老师傅的“肉眼看、人脑估”,很难在不同区域进行推广


项目组研发设计了储雪堆智能设计系统,根据场地的地貌属性,以影响雪堆设计的主要要素和当地的气象条件为输入参数,能够模拟预测雪堆的形态、质量和雪质(密度、温度、粒径、含水量等)等变化。该系统根据模拟输出结果,能够智能推荐一套无时空域限制的储雪堆最优化设计方案。


苏轼曾有诗云,不知雪已深,但觉寒无奈。如今,科学和技术的助力之下,我们面对冰雪,再也没有那种不知、无奈的感觉了。感谢中国科学院西北生态环境资源研究院,感谢联合科研项目组。祝北京冬奥会圆满成功!





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