人工造雪

更新时间:2022-08-18

人工造雪是利用雪花降落的原理将水和空气混合在适宜的条件下制造出雪花而用于各种未能下雪又需要雪的地方。人们通过造雪机来实现人工造雪的,造雪机的原理是:将水注入一个专用喷嘴或喷枪,在那里接触到高压空气,高压空气将水流分割成微小的粒子并喷入寒冷的外部空气中,在落到地面以前这些小水滴凝固成冰晶,也就是人们看到的雪花。人工造雪。气温必须达到零度或零度以下,才可以造雪

基本信息

中文名人工造雪
外文名FUNA
运用冬运会人造雪场
效益给许多旅游点带来了丰厚的利润
工具造雪机

发明启示

雪是由大气中的水蒸气形成的。当温度下降时,水蒸气液化成微小的水滴,当温度降低到一定程度,水滴会凝固成微小的冰晶。大量的冰晶集结在一起达到足够重时他们就会落向地面。在它们坠落到地面的过程中,如果空气持续低温,当他们到达地面时我们看到的就是雪花。在北极,当气温降低到-50℃的时候,人们发现自己吐出来的水汽直接凝华成细小的雪花。这些小雪花如果互相碰撞,还会发出声响,好象翻动书页的声音。探险家把这种奇妙的声响称之为“星的耳语”。由此人们得到一个非常有益的启示:只要满足水汽凝华结晶的条件,可以在各种场合下,人工制造出美丽的雪花来。

滑雪效益

人工造雪是相当昂贵的。然而,当对比成本与收益时,就会发现人工造雪给许多旅游点带来了丰厚的利润。人工造雪能够显著地增加顾客的滑雪体验。机器造雪能够在整个滑雪季中提供足够的雪量。在滑雪季初期,滑雪场几乎完全依赖人工造雪。机器造雪也易于在较长时间内保证雪的质量不变,并且比自然雪更适于抵抗升华及来自光源的热量的影响,滑雪者的装备也能够重复使用。山上的雪一旦失去其晶体结构就会变成球形的,也就不再能被塑造成形。将人造雪覆盖在已经失去晶体结构的雪体的表面可以重新激发其晶体结构,从而使雪恢复生命力。

2022年2月5日,国际雪联高山滑雪委员会主席伯恩哈德·鲁西在北京回应“未来的冬奥会会否继续使用人造雪”时表示,“我想未来,使用人造雪的趋势肯定会继续存在”。

技术

原理

造雪机

自从韦恩·皮尔斯利用一个油漆喷雾压缩机,喷嘴和一些用来给花木浇水的软管造出一台造雪机以 来,造雪机的基本原理并没有任何变化。

原理听起来很简单,但是实行起来却要困难和昂贵得多。在北京及东北地区独特的气候条件,结果是气候条件在几千米的范围内会有显著的变化。

造雪形式

第一种是制冰装置生产出片冰,然后以片冰为原料造雪。其工作流程是,先通过制冰装置将水制成片冰,再通过碎冰装置把已经造好的片冰粉碎成粉末,最后,通过把粉末状的冰晶通过空气输送系统送出。该方式造雪系统复杂,造出“雪”的品质与自然雪相差甚远。

另一种是采用传统的高压水与空气混合造雪。其工作流程是,来自高压水泵的高压水与来自空气压缩机的高压空气在双进口喷嘴处混合。利用自然蒸发和空气出喷嘴后的体积膨胀带走热量而使雾滴凝固成冰晶。但存在的问题是雾滴越小,其蒸发量越大,水的损失越多,造雪效率越低。此外,只能在冰点以下工作,对外界环境温度的依赖性很强,造雪效率低。

操作

人工造雪

为了帮助水凝固(记住,自然雪的形成开始于在几千米高度从冷空气中落下),利用322个塔形喷 枪,与传统的滑板喷枪相比,它们能使小水滴在空气中落得更远。水能被送至五百二十个消防栓连接的喷枪中。

尽管温度计显示的可能是-6°C(“干球”温度),空气湿度依然影响着水滴凝固的速度。与风速,风向,气压等气象因素以及用于造雪的水的温度一起,湿球温度对于造雪有非常大的影响。所有这些因素都处于不断变化的状态,为保证大造雪量需要对它们进行持续的监测。

除去空气湿度,北京大部分区域还不时受到各种各样天气条件的影响,因此需要一个造雪队不断寻找可供选择的造雪地点,以转移天气条件的影响。看到几百万元的系统由于气温的上下浮动而不得不闲置的确令人沮丧。由于一种新的阀门技术的发展,这种状况得到了改变。专用阀门很容易控制。只要点击鼠标,山上的造雪塔就能自动开关。能够利用很小的造雪气象监测传递来的信号进行操作。

运用

冬运会人造雪场

人工造雪后的滑雪场

造雪花的范例很早就在世界上出现过。1980年2月,参加第十三届冬季奥运会的各国滑雪健儿们,云 集到美国普莱西德湖畔,准备大显身手。但是以往积雪很多的普莱西德地区,在那一年的雪却下得很少,原野上斑斑驳驳,地面裸露在积雪中间。这怎么能举行滑雪比赛呢? 于是人们想到了造雪机。造雪机好象一台高射机枪,含有大量水滴的水汽流从枪管里喷射出来,在严寒的气侯中水汽流立即凝固,变成了雪花。工作人员开动铲雪车,把人造雪花铲到大卡年上,运到几十公里方圆的山坡上和比赛跑道上,铺了将近一尺厚的雪,终于使这场比赛顺利地进行到底。

现在造雪机已经得到很广泛的应用,比如夏天拍电影需要冬天的雪景,除非你有耐性等到冬天,否则只有人工造雪了。

鸟巢造雪

2009年底国家体育场“鸟巢”变身为北京市内最大的滑雪场,从2009年12月19日到2010年2月20日,“鸟巢”重点打造以冰雪运动为主题的冬季乐园观光活动。为了营造完美的滑雪体验,“鸟巢”用雪全部人工制造,造雪工程13日就已浩浩荡荡地开始了,而整个活动的投资超过5000万人民币。

落户“鸟巢”的首个冬季娱乐项目———“鸟巢欢乐冰雪季”对大众开放,滑雪高台、雪山舞台以及冰雪森林等景观将悉数亮相。“鸟巢”主场南看台5000个座椅被拆除,工作人员先是在上面铺设防水设施,这里被改造成一个长80米、宽80米、坡度为6度的滑雪道。进入其中的游客将从这里坐在雪圈上滑入“鸟巢”的冰雪世界中。

环境影响

浪费水资源

通常1吨水可以造两立方米的雪,而一台造雪机每小时用水量约为十五六吨,中水也应循环使用。人工造雪后,绝大多数会通过空气蒸发或渗透地下,这部分水无法回收再利用,造成了浪费。滑雪场造雪取水,是以就近取地下水为主,问题就更严重。中国滑雪协会针对北京10家滑雪场的调研显示,用于造雪的地下水回收率只有40%左右。大量水被损耗,将加重山区的春旱。

生态破坏

生态专家则指出,人工造雪还会对植被产生破坏。北京植物园副园长、园林博士赵世伟说,人工造雪施工会破坏土壤,影响植被生存环境。游客们在滑雪场雪道上踩踏,可能会形成土壤板结,影响雪季过后雪道范围内植物的生长,山坡比较陡的地方易出现水土流失。


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