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保障高山滑雪 集智造利器
——“不同气候条件下冰状雪赛道制作关键技术”项目

发布时间:2021年04月30日 来源:中国气象报社

  雪上项目是北京冬奥会的“重头戏”,占金牌总数的70%。冬奥会赛事用雪保障技术必不可少,其关键技术体现在造雪、储雪、铺雪、雪质监测预报及相关补救措施等一系列雪务工作上。

  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”的支持下,中国气象科学研究院承担“不同气候条件下冰状雪赛道制作关键技术”项目研究,联合山东师范大学、黑龙江省亚布力体育训练基地、河北省气候中心和中国科学院西北生态环境资源研究院开展攻关,旨在为北京冬奥会高山滑雪项目提供技术保障,推动我国雪务工作与国际全面接轨,并服务于后奥运时代我国冰雪产业“南展西扩东进”的战略目标。

  高山滑雪对雪道要求严苛

  在海拔1000米以上的高山上,以130-140公里/小时的速度疾驰在山峰峭壁的冰状雪上,分分钟就完成了垂直落差800米以上的滑降……这项运动就是被誉为“冬奥会皇冠上的明珠”、速度与激情并进的高山滑雪运动。

  高山滑雪对雪道硬度有严苛要求,雪道表面必须保持结晶状态,近似于冰面,因而被称为冰状雪道。

  “不同气候条件下冰状雪赛道制作关键技术”项目负责人张东启介绍,冰状雪可以减小滑板与雪道之间的摩擦力,且雪道硬度大、不易被破坏,在运动员高速转弯的情况下雪道表面仍可保持平整光滑不变形。高山滑雪的滑降、超级大回转、大回转、回转等11个项目的比赛都要用到冰状雪赛道。

  冰状雪赛道雪质评定标准的制定是开展冰状雪赛道制作的技术前提,也是该项目必须首要解决的关键科学问题。项目组选择符合国际大型比赛高山滑雪滑降、回转等项目要求的冰状雪赛道,通过考察、调研和咨询,确立冰状雪赛道的雪冰物理特性参数指标。这些指标包括雪厚度、雪硬度、雪密度、表面温度、雪粒径、含水量等及其阈值,形成以雪冰物理特性参数为基础的高山滑雪冰状雪赛道雪质评定标准。

  聚焦赛道制作关键技术

  冰状雪赛道的制作过程十分复杂,要经历基础制作、静置、压雪、犁雪、注水等过程。每个过程的起始时间、气候条件,机械设备的使用方法,以及是否注水、注水孔径大小和水压等外在条件,都会对最终制成的冰状雪赛道质量产生重大影响。

  项目组开展不同气象条件、制雪设备及其组合、制作流程,不同注水方式、静置时间等因素对冰状雪赛道质量影响的试验和研究,确定冰状雪赛道质量的关键影响因素。同时,针对我国不同区域气候特征和软硬件条件,研究和编制属地化冰状雪赛道制作的技术流程和实施指南。

  工欲善其事,必先利其器。项目组致力于研发可以对赛道雪冰物理特性参数实施检测的专用仪器设备,满足对冰状雪赛道质量开展快速、便捷监测和判定的需求。

  雪场气象条件,是高山滑雪冰状雪赛道制作的关键因素。张东启介绍,赛道制作中,基础制作、静置、注水等过程各有特定的气象需求。在不同阶段,雪晶体发生不同程度烧结转化,需要在不同气象条件下完成。因此,就需要根据雪场实时气象观测和预报数据,综合考虑各制作阶段的用时、冰状雪赛道雪质的指标要求,来确定赛道最佳制作时间。

  该项目根据实时气象条件和现场雪质参数,运用多种机械设备,经过多次制作和修整,试验制作出满足均一性、舒适性、安全性、公平性和持久性等赛事要求的合格赛道,并根据制作关键技术总结出制作流程。

  野外科学试验助力攻关

  注水是冰状雪赛道制作的关键技术。2020年11月至2021年3月,项目组科研人员携带仪器设备,在河北省崇礼云顶冬奥滑雪场、黑龙江省亚布力体育训练基地雪场、北京市延庆小海坨山冬奥会高山滑雪场,开展不同气候条件下冰状雪赛道注水试验。

  科研人员利用不同注水工具和方法等,反复试验,摸索总结出冰状雪赛道制作的关键技术;针对冰状雪赛道要求的技术指标,包括硬度、粒径、温度、含水量等方面,改造有关仪器,设计检测范围、指标、频次等要求,对赛道质量进行连续和定期/不定期现场检测,确保制作出满足赛事要求的合格冰状雪赛道。

  多次野外观测试验评估了赛道在回暖天气的维持能力,探索在相对高温下制作赛道的技术方法等。通过这些科学试验,项目组初步掌握了不同天气下赛道制作和维持的技术要点,为冬奥会雪务保障工作积累了宝贵经验。

  (作者:王玫珏 责任编辑:张林)

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