人工造雪技术遭外国封锁，为举办冬奥会，我国科学家历时五年攻克

2022年，冬奥会在我国顺利举办，目前众多比赛项目也在火热进行当中。冬奥会的各类比赛项目自然离不开冰与雪，虽说北京位于中国北方，基本每年都会下雪，很多地方也会有积雪，但这些堆积的雪可并不能作为比赛用雪。冬奥会使用的雪可不一般，它们并不是天然形成的，而是通过人工制造出来的，并且这种造雪技术还曾被国外封锁，那么人工造雪能有什么科技含量，真有这么难？

冬奥会冰雪中的秘密

我们知道，奥运比赛竞争是非常激烈的，比赛过程中小小的差异也会对比赛成绩造成很大的影响，因此对比赛场地也提出了很高的要求。比赛使用的雪同样如此。奥运比赛使用的雪对其密度、硬度、结构以及含水量等各种参数都有严格的要求，如果只是使用常规的造雪技术，是完全没法满足赛事标准的。

小小的雪花背后是极其复杂的结构

首先我们看看雪是如何形成的。

我们知道，水是有三种状态的，分别是固、液、气态。水处于什么样的状态主要与温度和压强有关。当温度较低时，空气中的水蒸气会逐渐形成过饱和现象，从而使水分析出结晶。这些结晶物最初主要是凝结在悬浮在空气中的颗粒物上，当水分不断地析出，小冰晶也会不断长大，从而形成雪花。

很多人印象当中的雪花都是六角星形，但真正雪花的形状是非常多的，包括棍形、针形、饼状等等，雪花在从冰晶生长的过程中非常复杂。

各式各样的雪花形状

虽说水分凝华后会在冰晶上生长，但“长”成什么形状受环境的影响非常大，与大气温度、湿度密切相关。在自然状态下，由于大气的温度和湿度不断变化，雪花呈现千变万化的形态，这也是为什么自然状态下的雪无法达到比赛要求。

另外自然状态下形成的雪花大多都是扁平疏松状的雪花，落地之后枝体结构会交织在一起，从而形成的积雪孔隙率非常高、密度小（自然新雪的密度在0.05到0.15克每立方厘米）、硬度低，这种雪非常松软，不利于比赛。而人造雪为近似球状或圆锥形的密实晶体，形成的积雪孔隙率低、密度高（人造雪的密度高于0.5克每立方厘米），硬度和强度等力学性能远高于自然积雪。

不同条件下产生的雪花形状

由于人造雪相当于机械化生产，因此产出来的雪花晶体类型单一、性状稳定，能够更好地满足要求。除了对雪花的性状有要求，雪花的堆积状态同样非常重要。冬奥会比赛中的雪主要是冰状雪，也就是在造雪机造雪之后增加一个注水的步骤，使雪道表面保持近似于冰面的结晶状态。

因此这些雪的密度会大于普通雪，冰状雪的密度可以达到590千克/立方米以上，这种高密度的积雪不仅能够提供较大的强度，同时还能够保持一定的弹性，从而保证运动员在雪面上能够更好的发挥。

我国成功突破技术封锁

虽说冬奥会已经举办了二十多届，但冬奥会所涉及的核心造雪设备、雪道技术、储雪技术等都主要掌握在意大利、俄罗斯、芬兰的相应团队手里。为了更好地做生意，这些造雪技术也对中国实行了一定的封锁，那么如果举办奥运会完全依赖于国外的团队，也会让我国处于被动状态。

另外我国近些年科学研究水平也在不断提升，因此我国在2017年开始，中国科学院西北生态环境资源研究院就组建了以科研院所、冰雪高校、滑雪场和企业为主体的联合团队，在秦大河和王飞腾等院士的带领下，开始全力突破这一技术，对中国的冰雪产业化发展进行研究。

由于该造雪研究项目必须在野外进行，同时时间紧迫，该科研团队的研究人员几乎每天都要工作十一个小时以上，直至天黑才结束。在历经了近五年时间，在造雪以及储雪方面的多项技术得到突破，并成功运用到本届冬奥会上，保证了冬奥会赛事的顺利进行。

根据报道，我国此次冬奥会提前造雪，整个造雪工作持续了近6周的时间，造雪面积12.5万平方米，造雪量达到了数十万立方米。因此这次冬奥会我们还要感谢这些默默付出的科研团队，为他们点赞。