2022年北京冬季奧運(yùn)會(huì)將于2022年2月4日至20日在張家口崇禮和北京延慶兩座城市舉行，2022年冬奧會(huì)高山滑雪場(chǎng)地位于北京西北部距離市區(qū)約90公里的延慶縣小海坨山區(qū)。 2022年冬奧會(huì)高山滑雪場(chǎng)地位于北京西北部距離市區(qū)約90公里的延慶縣小海坨山區(qū)。高山滑雪被譽(yù)為“冬奧會(huì)皇冠上的明珠”。國(guó)家高山滑雪中心設(shè)7條雪道，雪道坡度。除非出現(xiàn)一些極端異常的天氣模式，否則北京冬奧會(huì)冰雪賽事周圍的山脈將是棕色和綠色的，幾乎沒(méi)有雪。該地區(qū)在每個(gè)冬季月份通常只有幾英寸的降雪量。這意味著運(yùn)動(dòng)員們比賽的雪場(chǎng)基本上都是人造的。

雖然人造雪和天然雪本質(zhì)上都是冰凍的水，但大多數(shù)滑雪和滑雪板運(yùn)動(dòng)員都能立即認(rèn)識(shí)到這兩者的不同之處。

傳統(tǒng)的造雪使用高壓水、壓縮空氣和專用噴嘴將微小的液滴吹入空氣中，這些液滴在落到地面時(shí)會(huì)凍結(jié)。但造雪并不是僅僅確?？諝鉁囟茸銐虻湍敲春?jiǎn)單。

純水在冷卻到零下40℉（-40℃）之前是不會(huì)結(jié)冰的。只有水中存在微小的懸浮顆粒時(shí)，水才能在熟悉的32℉（0℃）下結(jié)冰。這些粒子被稱為冰核，它們起到了幫助冰晶形成的支架作用。

沒(méi)有這些顆粒，水很難變成冰。不同的粒子可以根據(jù)其特定的分子結(jié)構(gòu)提高或降低凍結(jié)溫度。兩種最好的冰核分別是碘化銀和一種由丁香假單胞菌產(chǎn)生的蛋白質(zhì)。大多數(shù)造雪系統(tǒng)都會(huì)向水中添加一種商用細(xì)菌蛋白質(zhì)，以確保大多數(shù)微小水滴在落地前結(jié)冰。

相比之下，人造雪由水滴迅速凍結(jié)而成，由此產(chǎn)生的雪由數(shù)十億個(gè)微小的冰球組成。人造雪在滑雪道上用肉眼看可能很像天然雪，但天然雪和人造雪給人的“感覺(jué)”卻大不相同。

由于人造雪中的小冰球是密密麻麻地堆積在一起的，而且有些冰球在接觸地面之前可能還沒(méi)有結(jié)冰，所以人造雪通常感覺(jué)很硬、很冰。另一方面，滑雪和滑雪板運(yùn)動(dòng)員在山坡上翱翔時(shí)，新鮮的天然“粉狀”雪能提供一種幾乎失重的感覺(jué)。這在很大程度上是因?yàn)樘烊谎┚Ф逊e得非常松散，一層新鮮的天然雪粉末含有至少95%的空氣。

另一個(gè)需要考慮的因素是，自然暴風(fēng)雪會(huì)導(dǎo)致照明度和可見(jiàn)度下降，這種惡劣環(huán)境將使得比賽或跳躍難以進(jìn)行。大雪天氣經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致滑雪比賽取消，就像1998年長(zhǎng)野冬奧會(huì)期間發(fā)生的那樣。對(duì)于運(yùn)動(dòng)員來(lái)說(shuō)，晴朗的天空和人造雪也提供了優(yōu)勢(shì)。

但堅(jiān)硬的人造雪也有其缺點(diǎn)。出于安全考慮，自由式滑雪者和滑雪板運(yùn)動(dòng)員在高空跳躍或滑行時(shí)似乎更喜歡天然雪的柔軟表面。北歐式滑雪運(yùn)動(dòng)員也是如此，他們最近指出，如果發(fā)生碰撞事故，人工雪冰冷堅(jiān)硬的表面可能會(huì)導(dǎo)致更多的傷害。

模擬自然

雖然奧運(yùn)會(huì)運(yùn)動(dòng)員對(duì)雪的需求各不相同，但對(duì)絕大多數(shù)休閑滑雪運(yùn)動(dòng)員來(lái)說(shuō)，天然雪要好得多。這是因?yàn)槌錆M空氣的冰晶可以讓滑雪或滑雪板運(yùn)動(dòng)變得更加舒適和愉悅。

幾十年來(lái)，科學(xué)家一直試圖根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)造更自然的雪。人們?cè)噲D制造“真”雪的第一種方法是在天然云中播撒碘化銀。其目的是促進(jìn)云層中的水分轉(zhuǎn)化為飄落的雪晶。如果能讓這個(gè)Wegener-Bergeron-Findeisen過(guò)程（簡(jiǎn)稱WBF過(guò)程）更容易發(fā)生，理論上會(huì)增加降雪率。

在實(shí)踐中，歷史上很難證明播撒碘化銀的效果。然而，最近使用大型的、精心部署的大氣儀器進(jìn)行的研究表明，在適當(dāng)條件下發(fā)生的一小部分風(fēng)暴中，用碘化銀播撒云層確實(shí)會(huì)使總降雪量略有增加。

撰文：Peter Veals，美國(guó)猶他大學(xué)大氣科學(xué)教授。