点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:想要“冰墩墩”?科学家上手了!
首页> 科普频道> 科普头条 > 正文

想要“冰墩墩”?科学家上手了!

来源:中国科学报2022-02-11 10:10

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  北京2022年冬奥会期间,国家高山滑雪中心为世界展现了超级大回转、滑降等高难度动作的魅力,冰状雪赛道功不可没。冰状雪赛道用的可不是普通的雪,它们是雪界的“冰墩墩”——被一层薄薄冰壳包裹住的雪,以减小赛道对滑雪板的摩擦。

  雪界“冰墩墩”出自中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室雪务保障关键技术攻关团队。同时,他们还历经20天,联和北京冬奥组委场馆运行中心等造出约7000立方米的雪,以应对本届冬奥会期间首钢大跳台和国家跳台滑雪中心场馆可能出现的高温、沙尘和降雨等极端天气事件,保证赛道雪质。

  “与往届冬奥会举办国不同,中国所处纬度较低,以往的造雪、储雪技术并不能照搬,必须研发一套适合中国国情和气候特征的新技术。”中国科学院院士秦大河告诉《中国科学报》。

  临危请命

  2015年,中国刚申办成功冬奥会的那个冬天,秦大河就带领团队一批冰冻圈科学的新生力量,对中国的滑雪场进行了深入调研。结果并不乐观,中国没有一条合格的冰状雪赛道,由于商业原因,国际上对相关技术进行封锁,我国无法拿到赛道雪质的参数标准。

  国外专家在赛道上踩一踩、捏一捏,就判断出合格或不合格。至于为什么,核心技术我们从未掌握。这可愁坏了秦大河。

  国家需要,主动请缨。秦大河立即给北京市冬奥组委和国家体育总局写信,希望能够参与此次冬奥会雪冰实用技术的研发。2017年,在秦大河带领下,北京冬奥会赛事用雪保障关键技术研究团队正式组建。这个团队集合了中国科学院西北生态环境资源研究院、中国气象科学研究院、北京师范大学和哈尔滨体育学院等国内有一定冰雪研究基础的科研力量。

  接到雪务保障攻关任务时,冰冻圈科学国家重点实验室副主任王飞腾还在野外冰川上工作。这项攻关任务,也改变了他的科研和生活轨迹,夏季来临时像候鸟一样“飞”向高山冰川,探索地球上的现代冰川变化,天气转冷时,飞向北京冬奥雪场,研制适合奥林匹克赛事专用的“冰状雪”。跟候鸟迁徙不同,这群“冰雪候鸟”逆温而上,哪里寒冷就去哪里,哪里艰苦就在哪里安家!

  给雪穿上冰外衣

  造雪、储雪任务并不是“用造雪机把雪造出来,往雪道上一铺”那样简单,赛事用雪有弹性、湿度、密度要求。以雪道“高速公路”——冰状雪赛道为例,王飞腾介绍,冰状雪赛道的表面有一层薄薄的冰壳,用于减小赛道对滑雪板的摩擦力,冰状雪密度需达到0.65克/立方厘米,而造雪机造出来的雪密度小于0.65克/立方厘米这一要求。

  因此,冰雪专家就需要给“初雪”穿上一层冰衣,变成冰状雪,外型就像冰墩墩那样。冰状雪的制作过程需要铺雪注水,铺多少雪,隔多长时间注水,是王飞腾的攻关关键所在。这可是一项技术活,稍不留神雪就会变成冰而不符合标准!

  尽管有一定冰川学理论基础,但为了解决实际应用中的难题,研究团队压力如山。连续3年,研究团队辗转哈尔滨、北京、张家口、阿勒泰等地的滑雪场,进行冰状雪制作试验。

  让雪穿上冰外衣有上百种方法,不同水压、注射几秒、停滞几秒再注射……团队一遍又一遍检测冰雪硬度是否达标、冰雪颗粒是否均匀。

  造雪机只能在零摄氏度以下工作,滑雪场气温零下20摄氏度是常事,野外奋战的王飞腾和队员们,不一会浑身就挂满了冰碴。为了节约时间,队员们带干粮上山,中午啃一口,一干就是十多个小时。

  最终,不同气温条件的冰状雪赛道制作技术被攻克,中国自主打造出冰状雪赛道,中国从造雪到储雪的技术全部达到国际赛事标准,摆脱了靠天比赛的局限,实现用雪自由。

  造一座雪山

  面对逐渐变暖的天气,团队马不停蹄研究储雪技术。到底储存多少雪,存多了浪费,存少了不够用。“从落地那一刻,雪粒粒径、形状等就时刻变化着,雪质变化将对雪道造成致命打击。”中国科学院西北生态环境资源研究院在读博士生王兴说。

  如果说冰川研究是科学问题,那储雪更像工程问题。但国内外储雪的研究非常少,涉及文献不超过10篇。加之国内人才的匮乏,模拟雪质变化、估算储雪量,可以说储雪是在“零下”起步的。

  大陆季风型气候、场馆建设工期等的限制并不允许雪长期储存,储雪必须在赛事将近之时进行。随着一座人工雪山矗立在赛道旁,团队又根据不同的气象条件,结合太阳光照射率等参数,选取经济性和实用性俱佳的土工布方案,给雪山盖上“被子”,阻隔热量交换,延长雪的使用寿命。

  “以前团队研究给冰川盖被子,防止冰川消融,如今给雪山盖被子,保障国家和赛事需要。”王飞腾说。

  几年间,冰雪候鸟之旅多了一程,夏季冰冻圈之行告一段落后,王飞腾便带领团队前往滑雪场从事雪务工作,全年近2/3的时间与冰雪为伍。

  “我国冰冻圈科学的研究有很好的基础和传统,雪务研究为冰冻圈科学的应用研究撕开了一道口子。下一步,团队应当向“应用冰学”进发,包括为各类冰上体育竞技运动和群众活动等提供技术支撑。青年一代冰冻圈科学工作者们肩上的任务艰巨而光荣,但他们一定会成功!”秦大河说。(卜叶 甘晓)

[ 责编:张蕃 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 彭丽媛会见德国伯乐中文合唱团师生代表

  • 明前茶飘香

独家策划

推荐阅读
见证大国底气从“核”来
2024-03-29 14:15
人工智能可以取代人力勾绘农作物地块,快速完成耕地识别,工作效率相比人工作业提升数十倍。在他看来,我国在星上智能处理和地面遥感AI大模型技术上同步发力,推进人工智能遥感技术发展,太空中的卫星将变得越来越“聪明”。
2024-03-29 09:36
3月27日发表于《自然》的一项分析预测,融化的冰盖正在减缓地球的自转速度,以至于下一个闰秒将被推迟3年。论文作者之一、美国斯克里普斯海洋研究所地球物理学家Duncan Agnew说:“融冰足以使海平面上升,以至于我们可以看到地球自转速度受到了影响。
2024-03-29 09:33
3月28日,小米汽车的价格“谜底”揭开,小米SU7提供九种颜色可供选择,售价21.59万起
2024-03-29 17:17
胡新立表示,研究团队将进一步探讨生理性乳酸水平变化对机体代谢的意义,以及恶病质中骨骼肌萎缩与乳酸的直接关系。
2024-03-29 09:31
近日,日本小林制药保健品事件持续发酵。小林制药此前表示,该公司的红曲原料中可能含有导致消费者出现肾功能不良状态的非预期成分。小林制药出产的红曲原料除用于自家生产保健品外,还出售给其他公司,用于酿酒及食品制造等。
2024-03-29 09:22
朱雀三号可重复使用垂直起降回收验证火箭在酒泉卫星发射中心圆满完成试验任务。2023年12月,蓝箭航天朱雀二号遥三液氧甲烷运载火箭在酒泉发射中心圆满完成发射任务,将三颗商业卫星顺利送入预定轨道。
2024-03-29 09:30
记者28日从南京大学获悉,由该校物理学院杜灵杰教授领衔的国际团队利用极端条件下的偏振光散射技术,在砷化镓量子阱中对分数量子霍尔效应的集体激发进行了测量,在世界上首次观察到引力子激发,即引力子在凝聚态物质中的新奇准粒子。
2024-03-29 08:38
世界卫生组织27日发布新闻公报说,已启用“冠状病毒网络”(CoViNet),以促进和协调全球的专业知识和能力,及早准确地检测、监测和评估新冠病毒、中东呼吸综合征冠状病毒和其他可能新出现的冠状病毒。
2024-03-29 08:38
万兆元年,谁来领航?是更智慧AI,是更领先的Advance,是刷新极限的速度,还是升级多维的体验?中国移动5G-A商用发布会,重新定义数智新时代,邀您共同见证!3月28日15:00-16:00
2024-03-28 12:36
作为中国大科学装置之一,高能同步辐射光源是由中国科学院、北京市共建的怀柔科学城大科学装置集群的核心装置。
2024-03-28 09:54
2022年8月15日,国际天文学联合会小天体命名工作组发布公告,将国际永久编号为192353号的小行星命名为“王大中星”。围绕大学的根本任务是育才造士这一核心要义,王大中归纳并紧抓建设一流大学的三大要素:大师、大楼和大学精神。
2024-03-28 09:34
坎潘特强调,最新观测表明,精确的星震学技术可用于探测表面温度低至4200℃(比太阳表面低约1000℃)的矮星,为天体物理观测开辟了一个新领域。这一最新结果表明,星震学技术有望详细表征这些恒星及其宜居行星的细节,而精确确定附近冷矮星的年龄对于阐释系外行星上发现的生物特征可能至关重要。
2024-03-28 09:33
记者从自然资源部3月27日召开的例行新闻发布会上获悉:今年是极地考察40周年,自然资源部将开展一系列活动纪念这一重要时间节点。7月北极黄河站建站20周年时,在黄河站举办招待会、研讨会等相关活动,中国第四十一次南极考察期间将在长城站、中山站举行招待会、研讨会等相关活动,“雪龙”号、“雪龙2”号船停靠外港时举行公众开放日活动。
2024-03-28 09:32
联合国教科文组织执行局27日批准18处地质公园列入世界地质公园网络名录,其中包括中国的6个地质公园,分别是长白山世界地质公园、恩施大峡谷-腾龙洞世界地质公园、临夏世界地质公园、龙岩世界地质公园、武功山世界地质公园、兴义世界地质公园。
2024-03-28 09:31
据介绍,除了服务于中国探月工程四期,后续鹊桥二号中继星还可为国内外月球探测提供中继通信支持。
2024-03-28 09:25
涂白防虫、修剪树枝、引水灌溉……每当春天到来,在祖国西北边陲新疆托里县老风口,生态造林工作就紧锣密鼓地开始了。
2024-03-27 10:22
今年我国纪念“世界水日”“中国水周”的活动主题为“精打细算用好水资源,从严从细管好水资源”。
2024-03-27 10:21
在齐齐哈尔市甘南县宝山乡巨宏村,村民苑忠国正在准备春耕,多年来通过参与县里的培训,春耕物资的采购对他来说已是轻车熟路。
2024-03-27 10:20
在开展调查监测,评估新污染物环境风险状况方面,《行动方案》提出建立化学物质环境信息调查制度、建立新污染物环境调查监测制度、建立化学物质环境风险评估制度、动态发布重点管控新污染物清单等具体措施。
2024-03-27 10:18
加载更多