科技冬奥里的冰雪奥秘 ——专访中科院西北生态环境资源研究院雪务联合攻关团队成员王飞腾

　　做好赛道“体检”

　　造雪难题已破，如何进行雪质预测，是王飞腾团队要解决的另一个问题。

　　通俗地讲，雪质预测工作就是能够利用雪冰专业预测模型，结合气象条件，对雪道雪质的变化进行预测。

　　雪质预测工作的一个难点在于山区天气的复杂多变，国内外无成熟的预测模型借鉴之处：举办冬奥会的各城市气候条件不同，即便是有多次冬奥会举办经验的国家，也不能够直接照搬此前相对成熟的技术。

　　对于我国而言，也是难度不小。“我国冰雪研究起步晚，举办国际赛事经验不足，尤其此次举办地北京是大陆性季风气候，昼夜温差大，气象条件不利，在冬春交替期还易出现极端天气。”王飞腾继续说道，“并且比赛时间又在气温回暖的2月至3月，雪道可能融化……以上种种，对赛道雪质的应急保障方案提出了更高要求。”

　　除了气候影响，滑雪场赛道的阳坡、阴坡之分，也需纳入考虑——天气晴朗、气温较高时，阳坡雪道融化加速，会直接影响雪场赛道的质量和运动员的比赛成绩。因此，历届冬奥会赛场都高度重视雪道状况预测和雪质风险防范。

　　“过去，滑雪场依靠雪上巡视员进行人工观察，一般到了下午两点至四点气温上升时，雪质变差，晚上就要补雪。可以发现，依靠人工不仅费时费力，而且不够精确。”王飞腾介绍，如今，雪务联合攻关团队在北京冬奥会张家口赛区云顶滑雪公园建立了密集的气象观测网络，结合雪道雪质数据等关键参数，研发了雪质监测和预报技术，成功构建赛道雪质等级判别模型。

　　“以前能预测到公里级分辨率的雪道情况，就很不错了。现在利用新的技术，可以对雪道不同位置的雪质进行提前预测。”他说。

　　据了解，雪务联合攻关团队，目前不仅掌握了开展不同气候条件下属地化的冰状雪赛道制作技术，而且还研发出了冰雪硬度测量仪和冰雪粒径测量仪等冰状雪赛道的专业监测设备。

　　“当我们自己掌握了造雪、保雪技术后，一些国外的技术团队，从一开始对我们进行技术封锁，变成了主动与我们交流、探讨。”王飞腾感到自豪。

　　可以说，雪质监测和预报技术的成功研发，不仅为雪务攻关团队后续工作打下坚实的基础，也让团队更有信心面对后续的挑战。

在北京首钢大跳台利用地面三维激光扫描仪对储雪堆体积进行观测

　　攻关高效储雪

　　真正实现绿色“用雪自由”，离不开高效储雪技术。

　　受气温变化的影响，导致冬奥赛事延迟的教训比比皆是。吸取历届冬奥会经验教训，雪务联合攻关团队决定研发储雪技术，来防范气温升高导致的用雪风险。他们尝试在冬天气温低时，提前造好雪，并通过技术手段将雪储存起来，以备不时之需。

　　在冬奥组委场馆运营团队支持下，雪务联合攻关团队在延庆石京龙滑雪场开展了储雪试验。2017年夏季过后，60%左右的雪被成功储存，我国储雪技术取得新的突破。

在首钢大跳台提供储雪技术支持。

　　“储雪原理很简单，就是给雪堆盖‘被子’，把太阳辐射能量反射出去。但‘被子’选择什么材料，需要大量测试。”王飞腾解释。

　　他们将自然雪堆放到一起，形成山丘的形状。接着，根据不同的气象条件，结合太阳光照射率等参数，利用“土工布+秸秆”“土工布+锯末”“土工布+泡沫塑料”等不同方式，进行储雪覆盖。

　　反复试验后，该团队最终选取经济性和实用性最好的“土工布+泡沫塑料”方式。

　　该团队打造的储雪方案，陆续在国内多个滑雪场进行了技术示范。其中，有力保障了去年5月，在新疆阿勒泰举办的国际雪联越野滑雪积分系列赛。

　　这是国内首次在零摄氏度以上温度条件下举行的专业比赛，也是越野滑雪国家集训队滑雪健儿们前往北京冬奥会的一把通关“钥匙”。此次储雪方案的成功尝试，也宣告着冬奥会的“提前演练”顺利完成。

　　在气温高达二十多摄氏度情况下，雪道洁白如初，而白色雪道的周边，却满是绿意盎然。“很少有人能想到，原来雪还能储存。”王飞腾表示。

在河北张家口国家跳台滑雪中心开展储雪工作。

　　目前，雪务联合攻关团队已在首钢大跳台成功储雪5000立方米，在国家高山滑雪中心储雪2000立方米。这也为冬残奥会应对气温上升导致的用雪风险提供了保障。

　　“国外的人工造雪技术垄断，主要依靠企业多年来的技术和经验累积。而我们是建立在大量的研究和测试工作上，研究出一套雪务保障的科学体系。”王飞腾认为，雪务保障团队在技术研发和降低成本上坚持精益求精的态度，是研究能够获得成果的关键，这也符合北京冬奥组委会“低碳办奥”的理念。

　　在冬奥会契机下，雪务攻关团队不但储备了核心技术，还培养了我国第一批雪务方向的研究生、滑雪场技术骨干，也为“后冬奥时代”我国冰雪产业发展添足马力。

　　王飞腾还告诉记者，雪务保障团队的多项技术突破，不仅能够对我国冰雪运动的发展提供有效支持，还能够“反哺”团队成员的专业研究。

　　2020年和2021年夏季，由王飞腾带领的科研团队将本届冬奥会期间采用的储雪技术，应用到四川达古冰川的保护工作中。

　　科研团队在500平方米的试验区冰面上盖上一层“被子”，有效阻挡太阳辐射和冰面的热交换，达到阻挡冰川消融的目的。实验结果显示，在2个月时间内，“盖被子”的地方较附近冰面的厚度高出1.2米左右。

　　从一无所知到攻破技术难题，从被质疑到被肯定……一路走来，雪务联合攻关团队与冰雪的故事，说不完道不尽。

　　他们，终于研发出适合中国冰雪产业发展的雪务保障一体化解决方案，在造雪、保雪、储雪等方面，为北京冬奥会雪上项目提供了“硬气”的技术支撑和服务保障，也为我国后奥运时代冰雪运动产业“南展西扩东进”战略和“三亿人参与冰雪”目标提供了科技支撑。

　　“我国冰雪产业刚起步，之后，将会有更多技术难关需要我们一一突破。但我们不惧，从零到超越，我们一起向未来。” 王飞腾说。

　　在北京首钢大跳台对储雪堆雪粒径进行观测。（本文图片均由受访对象王飞腾提供。）

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