作為一支特殊的“無(wú)名英雄”團(tuán)隊(duì)——北京冬奧會(huì)雪務(wù)保障攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，在2021年的奧運(yùn)測(cè)試賽中，利用賽道雪質(zhì)等級(jí)判別模型，發(fā)布一系列雪質(zhì)分析報(bào)告。

賽事啟動(dòng)后，為應(yīng)對(duì)冬奧會(huì)期間首鋼大跳臺(tái)和國(guó)家跳臺(tái)滑雪中心場(chǎng)館可能出現(xiàn)的高溫、沙塵和降雨等極端天氣事件，保障賽道雪質(zhì)，科研團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)20天，聯(lián)合北京冬奧組委場(chǎng)館運(yùn)行中心等造出約7 000立方米的雪，做到有備無(wú)患。

然而，很少有人知道，由于我國(guó)在人造雪方面的研究起步較晚，國(guó)內(nèi)賽道雪務(wù)技術(shù)幾乎空白，同時(shí)國(guó)外在這方面對(duì)中國(guó)進(jìn)行技術(shù)封鎖，使得中國(guó)無(wú)法拿到賽道用雪的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在2016年以前，中國(guó)不僅造不出一條合格的冰狀雪賽道，甚至連賽道的一些參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)都無(wú)從得知。

2017年，在中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院冰凍圈科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室名譽(yù)主任秦大河的帶領(lǐng)下，北京冬奧會(huì)雪務(wù)保障攻關(guān)團(tuán)隊(duì)正式組建，誓要制造出中國(guó)人自己的冰狀雪。

5年前接到冬奧會(huì)雪務(wù)保障攻關(guān)的科研任務(wù)時(shí)，團(tuán)隊(duì)主要成員、中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院研究員王飛騰還在野外開(kāi)展冰川研究工作。對(duì)于冬奧會(huì)雪務(wù)保障這個(gè)全新領(lǐng)域，他只有“這很重要”的模糊認(rèn)知，了解并不多，所有嘗試都要從“零”做起。

“這里面的奧秘，需要我們花大力氣去破解?！蓖躏w騰坦言，我國(guó)冰雪科研起步晚，像他這樣長(zhǎng)期從事冰川研究和保護(hù)的科技工作者，都鮮少聽(tīng)說(shuō)“冰狀雪賽道”一類的概念，而國(guó)外專家只需在賽道上踩一踩、捏一捏，就能判斷出合格或不合格。

隨著北京冬奧會(huì)籌備工作的有序推進(jìn)，各方的期待讓雪務(wù)保障攻關(guān)團(tuán)隊(duì)感受到了沉甸甸的壓力，他們選擇迎難而上。

經(jīng)過(guò)綜合調(diào)研后，“雪質(zhì)的判定、監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)技術(shù)”“冰狀雪賽道制作技術(shù)”“高效儲(chǔ)雪技術(shù)”“智能化造雪集成技術(shù)”成為雪務(wù)保障攻關(guān)團(tuán)隊(duì)率先攻克的“堡壘”。

科研人員的第一步，首先要和冰雪親密接觸起來(lái)。2017年末，王飛騰和團(tuán)隊(duì)成員在瑞士考察學(xué)習(xí)時(shí)，當(dāng)?shù)匮芯咳藛T踩在滑雪板上自由穿梭的身影，給他們留下了深刻印象?；貒?guó)后，他和團(tuán)隊(duì)不少成員主動(dòng)學(xué)起了滑雪，“既方便去一些纜車到不了的地方采集數(shù)據(jù)，又能親身感受運(yùn)動(dòng)員在不同雪道上的體驗(yàn)”。

每天早出晚歸，足跡遍及國(guó)內(nèi)大大小小的滑雪場(chǎng)，經(jīng)歷了一次次的跌打損傷，科研人員很快就練就了一身拿得出手的滑雪技術(shù)，“有人都能背著設(shè)備、倒著滑雪”。

和雪親密接觸，培養(yǎng)良好“雪感”是基礎(chǔ)，可要服務(wù)冬奧，雪質(zhì)硬度、密度和含水量等關(guān)鍵參數(shù)，不能完全依靠人工觀測(cè)，需要探索一套科學(xué)有效的應(yīng)用方案。

為此，雪務(wù)保障攻關(guān)團(tuán)隊(duì)在北京冬奧會(huì)張家口賽區(qū)云頂滑雪公園利用高分辨率的氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)合研發(fā)了雪質(zhì)監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)技術(shù)，構(gòu)建了賽道雪質(zhì)等級(jí)判別模型。

依過(guò)去的傳統(tǒng)，滑雪場(chǎng)一般到了下午或晚上就要補(bǔ)雪，這樣耗時(shí)耗力且不夠精確。經(jīng)過(guò)科研團(tuán)隊(duì)大膽探索，通過(guò)新技術(shù)應(yīng)用，能對(duì)未來(lái)72小時(shí)百米級(jí)雪道不同位置的氣象條件，如風(fēng)和溫度，進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)報(bào)，也可以模擬和預(yù)報(bào)賽道雪質(zhì)隨時(shí)間動(dòng)態(tài)演變的過(guò)程，獲取數(shù)據(jù)的同時(shí)幫助精準(zhǔn)補(bǔ)雪。

首戰(zhàn)告捷，大伙兒信心倍增，又向冰狀雪賽道制作技術(shù)發(fā)起挑戰(zhàn)。

冰狀雪是滑雪場(chǎng)雪質(zhì)的一種形態(tài)，顧名思義，雪道表面上部雪的密度較大、硬度高，有助于減小賽道表面對(duì)于滑雪板的摩擦力，使高山滑雪等項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的滑行速度大大提升。此外，這種雪道不易被破壞，選手不論第幾個(gè)出場(chǎng)，雪道的狀態(tài)都是一樣相對(duì)完美，類似于一條雪上“高速公路”。

研究團(tuán)隊(duì)輾轉(zhuǎn)在哈爾濱、北京、張家口、阿勒泰等地的滑雪場(chǎng)，兼?zhèn)涑?yáng)與背陰的賽道段，選擇不同高度、厚度、水量、時(shí)間、水壓，一次次做試驗(yàn)，精心打磨。為了讓雪道的各項(xiàng)條件與國(guó)際接軌，他們還特意請(qǐng)來(lái)一些運(yùn)動(dòng)員、冰雪專家進(jìn)行測(cè)試，確保雪道雪質(zhì)、含水密度、表面平整度及坡度比全面合格。

在不計(jì)其數(shù)的實(shí)驗(yàn)中，低于-20 ℃的氣溫，高達(dá)20米/秒的風(fēng)速，讓奮戰(zhàn)一線的隊(duì)員吃盡苦頭。一些去過(guò)南極科考的隊(duì)員都忍不住感慨：“這比南極環(huán)境都惡劣，南極好歹有避風(fēng)港、雪地車?！?/p>

盡管條件艱苦，研究團(tuán)隊(duì)還是咬牙堅(jiān)持了下來(lái)。在普通人正常站立都非常困難的環(huán)境中，他們一連工作10多個(gè)小時(shí)；為了節(jié)約時(shí)間，他們還自帶干糧上山，餓了就簡(jiǎn)單應(yīng)付一下；周身寒風(fēng)凜冽，雪大如席，研究人員經(jīng)常身上掛滿了冰碴，一個(gè)個(gè)像冰雪世界的“野人”。

經(jīng)歷了成百上千次的試驗(yàn)后，冰狀雪制作試驗(yàn)在亞布力滑雪場(chǎng)成功，在云頂滑雪公園成功，在國(guó)家高山滑雪中心成功……一套屬地化的冰狀雪賽道制作技術(shù)趨于成熟，這讓大伙兒吃下了“定心丸”。

其間，科研團(tuán)隊(duì)還制定出雪質(zhì)判定量化標(biāo)準(zhǔn)，研發(fā)的冰狀雪賽道專業(yè)監(jiān)測(cè)設(shè)備、冰雪硬度測(cè)量?jī)x和冰雪粒徑測(cè)量?jī)x等，相較進(jìn)口儀器，成本更是大大降低。

之后，大伙兒又將目光投向儲(chǔ)雪工藝，在張家口萬(wàn)龍滑雪場(chǎng)和崇禮滑雪場(chǎng)、哈爾濱帽兒山滑雪場(chǎng)和延慶石京龍滑雪場(chǎng)啟動(dòng)儲(chǔ)雪試驗(yàn)。

按照以往歐洲的做法，在春天的時(shí)候，把雪盡可能地堆到一起，然后覆蓋起來(lái)，這樣可以把上一個(gè)雪季30%～50%的雪保留下來(lái)，提前用于下一個(gè)雪季。這顯然不夠經(jīng)濟(jì)，雪務(wù)保障攻關(guān)團(tuán)隊(duì)希望得到一個(gè)性價(jià)比更高的方案。

經(jīng)過(guò)反復(fù)研究，科研人員發(fā)現(xiàn)，儲(chǔ)雪地點(diǎn)要選在遮陽(yáng)、低風(fēng)速的位置，以降低外界氣象條件對(duì)雪堆融化的影響。在符合經(jīng)濟(jì)性原則的基礎(chǔ)上，可以選擇導(dǎo)熱系數(shù)較小的材料，或增加各材料層的厚度來(lái)降低雪堆融化的速率。當(dāng)外界氣象條件一定時(shí)，相同體積下，越小的雪堆表面積意味著越少的雪堆熱量，即雪堆表面積與體積的比例越小，雪堆的融化速率越小。

有了科學(xué)原理支撐，儲(chǔ)雪方案應(yīng)運(yùn)而生?？蒲腥藛T舉一反三，設(shè)計(jì)出儲(chǔ)雪堆智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)，根據(jù)場(chǎng)地的地貌屬性，以影響雪堆設(shè)計(jì)的主要要素和當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件為輸入?yún)?shù)，模擬預(yù)測(cè)雪堆的形態(tài)、質(zhì)量和雪質(zhì)（密度、溫度、粒徑、含水量等）等變化，想出一套屬地化的儲(chǔ)雪堆最優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。北京延慶石京龍滑雪場(chǎng)室外試驗(yàn)表明，采用該套儲(chǔ)雪技術(shù)，大雪堆度過(guò)一個(gè)夏天后，儲(chǔ)雪率在60%左右。

雪務(wù)保障攻關(guān)團(tuán)隊(duì)還開(kāi)發(fā)了智能造雪集成技術(shù)，并在哈爾濱帽兒山滑雪場(chǎng)進(jìn)行了示范。通過(guò)在滑雪場(chǎng)建立蓄水池，造雪用蓄水池里的水，夏天雪融化后水又流進(jìn)了水庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了水平衡，確保冰雪產(chǎn)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展。

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