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北京冬奥会上滑雪场中的那些人造雪是怎么生产出来的?

2022-09-20 00:00:00    来源:三晶游乐    点击:3969    喜欢:0

2022年北京冬季奥运会将于2022年2月4日至20日在张家口崇礼和北京延庆两座城市举行,2022年冬奥会高山滑雪场地位于北京西北部距离市区约90公里的延庆县小海坨山区。 2022年冬奥会高山滑雪场地位于北京西北部距离市区约90公里的延庆县小海坨山区。高山滑雪被誉为“冬奥会皇冠上的明珠”。国家高山滑雪中心设7条雪道,雪道坡度。除非出现一些极端异常的天气模式,否则北京冬奥会冰雪赛事周围的山脉将是棕色和绿色的,几乎没有雪。该地区在每个冬季月份通常只有几英寸的降雪量。这意味着运动员们比赛的雪场基本上都是人造的。

虽然人造雪和天然雪本质上都是冰冻的水,但大多数滑雪和滑雪板运动员都能立即认识到这两者的不同之处。

传统的造雪使用高压水、压缩空气和专用喷嘴将微小的液滴吹入空气中,这些液滴在落到地面时会冻结。但造雪并不是仅仅确保空气温度足够低那么简单。

纯水在冷却到零下40℉(-40℃)之前是不会结冰的。只有水中存在微小的悬浮颗粒时,水才能在熟悉的32℉(0℃)下结冰。这些粒子被称为冰核,它们起到了帮助冰晶形成的支架作用。

没有这些颗粒,水很难变成冰。不同的粒子可以根据其特定的分子结构提高或降低冻结温度。两种最好的冰核分别是碘化银和一种由丁香假单胞菌产生的蛋白质。大多数造雪系统都会向水中添加一种商用细菌蛋白质,以确保大多数微小水滴在落地前结冰。

天然雪最初是云中冰核上的一个小冰晶。随着冰晶从空中落下,它慢慢长成了经典的六面形雪花。

相比之下,人造雪由水滴迅速冻结而成,由此产生的雪由数十亿个微小的冰球组成。人造雪在滑雪道上用肉眼看可能很像天然雪,但天然雪和人造雪给人的“感觉”却大不相同。

由于人造雪中的小冰球是密密麻麻地堆积在一起的,而且有些冰球在接触地面之前可能还没有结冰,所以人造雪通常感觉很硬、很冰。另一方面,滑雪和滑雪板运动员在山坡上翱翔时,新鲜的天然“粉状”雪能提供一种几乎失重的感觉。这在很大程度上是因为天然雪晶堆积得非常松散,一层新鲜的天然雪粉末含有至少95%的空气。

虽然新鲜的天然雪粉末是大多数休闲滑雪者梦寐以求的,但奥运会滑雪运动员有着不同的口味。冰面赛车手希望能以尽可能快的速度滑行,并利用冰面锋利的边缘进行有力的急转弯。在这些方面,人工雪密集且结冰的特点实际上是更好的。事实上,赛事组织方通常会在天然雪的赛道中加入液态水,这样水结冰后能为赛车手提供一个耐用、一致的冰面。

另一个需要考虑的因素是,自然暴风雪会导致照明度和可见度下降,这种恶劣环境将使得比赛或跳跃难以进行。大雪天气经常会导致滑雪比赛取消,就像1998年长野冬奥会期间发生的那样。对于运动员来说,晴朗的天空和人造也提供了优势。

但坚硬的人造雪也有其缺点。出于安全考虑,自由式滑雪者和滑雪板运动员在高空跳跃或滑行时似乎更喜欢天然雪的柔软表面。北欧式滑雪运动员也是如此,他们最近指出,如果发生碰撞事故,人工雪冰冷坚硬的表面可能会导致更多的伤害。

模拟自然

虽然奥运会运动员对雪的需求各不相同,但对绝大多数休闲滑雪运动员来说,天然雪要好得多。这是因为充满空气的冰晶可以让滑雪或滑雪板运动变得更加舒适和愉悦。

几十年来,科学家一直试图根据需要创造更自然的雪。人们试图制造“真”雪的第一种方法是在天然云中播撒碘化银。其目的是促进云层中的水分转化为飘落的雪晶。如果能让这个Wegener-Bergeron-Findeisen过程(简称WBF过程)更容易发生,理论上会增加降雪率。

在实践中,历史上很难证明播撒碘化银的效果。然而,最近使用大型的、精心部署的大气仪器进行的研究表明,在适当条件下发生的一小部分风暴中,用碘化银播撒云层确实会使总降雪量略有增加。

品牌名称:造雪机厂家直销造雪机
产品参数
  • 产品名称:造雪机
  • 产品规格:
  • 外形尺寸:长2600mm宽1800mm高2100mm
  • 风扇电机:18-5  kw
  • 总功率:26.5kw
  • 造雪喷嘴:106个
  • 喷嘴圈数:3排
  • 旋转角度:360度
产品介绍
 造雪机是在0℃的蒸发器上结成冰,通过冷却的空气输送到滑雪道方式的。受大气温度影响的崭新造雪系统。人工造雪机是受气候的影响,造雪机造雪气温必须达到零度以下,保持一定的水量才可以造雪。造雪是一定要看好天气和空气的干湿度,造雪需要380V电源,造雪机造雪的水温不能超过5度,气温低于0度。不要顶风造雪
  造雪机优势
  先制冰后粉碎成雪花状,因此零上温度就可以造雪。雪花大小可以调节,来应对初期和后期地热问题。不受外界气温影响。
  第一阶段
  从人工降雪机开始的人工造雪系统,因为受外气温度-3℃以下,湿度60%以上的气温条件的缺点,1990年开发出了世界最早的可以在零上温度造雪,不受气候影响的人工造雪机。新概念的人工造雪系统给滑雪场行业带来了一代新产业革命。
  人工造雪机是,在-25℃的蒸发器上结成冰,通过冷却的空气输送到滑雪道方式的不受大气温度影响的崭新的造雪系统。通常,人工降雪机的造雪,受气温影响,都在夜间进行造雪,所以需要能提供水源的大型储水设备,因而造成不必要的费用。人工造雪机不受气候的影响,只要能保持一定的水量就可以造雪,不需要储水设备,也不发生额外费用。人工造雪机的优点:
  ①造雪条件不受气候影响。(降雪机只能在外气温度-3℃以下,湿度60%以上使用)
  ②造出来的雪很干燥。(比起一般的雪能长期保持)
  ③输送距离远。(能达到100M以上)
  ④投资费用低。(不需要储水设备)
  ⑤维护费用低。(利用循环水,不需要大量的水源)
  利用造雪机的优点,能让滑雪场决定具体的营业日、计划、营业计划、资材调达、人员分配等计划型经营。
  第二阶段
  过去的人工造雪机采用的是在-25℃的制冰板上形成的冰,用冰刀刮下来的方式,大小为5mm,厚度为1~1.5mm的呈干爽疏松状态的片冰。与天然自然雪相比有很大的不同。
  通过造雪机造出来的雪,因为干燥虽然能长期保持,但是有相互融合困难的弊端,导致职业滑雪者们旋转时容易摔倒。为了满足从初级到职业选手们的要求,ICEMAN经过3年多的研究结果,1998年成功的开发出了次时代型人工造雪机。造雪机能自由的造出10mm~0.3mm大小不同的雪,利用0.3mm的雪可以铺成与自然雪很接近的雪道。
  人工造雪机的优点
  ①大型制冰,高效率-达到190ton/day的制冰量。
  ②高效率,易维护-采用热气脱冰的方式,脱冰效率高,简化了不必要的维护。
  ③符合超远距离输送-能达到200M以上。
  ④自动制冰,自动蓄积—夜间无人状态下,制动制冰·蓄积。
  ⑤短时间可输送大量的雪—输送装置内的冰用碎冰机粉碎,利用高压冷却空气输送高効率、短时间多量输送。


另一个不需要在暴风云中播种的选择是制造可以生长蓬松天然雪晶的造雪机。几十年来,科学家们一直在实验室里研制人造雪花,但这个过程太微妙了,通常研究人员一次只能培育出几片雪花。由于冰晶通常生长缓慢,因此研究人员很难将这一过程放大几个数量级以获得足够的滑雪用雪。

撰文:Peter Veals,美国犹他大学大气科学教授。

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