防走失，电梯直达 安全岛 报人刘亚东A 冬奥会必不可少的元素是什么？是憨态可掬的冰敦敦还是英姿飒爽的运动员？实际上，冬奥会得以成功举办的先决条件是降雪。 但是，在全球气候变化的作用下，世界范围内符合天然条件的冬奥会举办地，正在逐渐减少。如果没有了自然降雪，冬奥会将有怎样的未来？ 人造雪的诞生 最初，冬奥会几乎所有的项目都是在户外进行的。但到了20世纪80年代，冰球、花样滑冰、速滑和冰壶等运动已经转移到室内冰场。对于保留在户外的各项竞技类运动，各国开始用人工降雪来弥补天然降雪的不足。 其实，如魔法一般漫天喷洒雪花的造雪机诞生于电影业。1934年，华纳兄弟技术总监LouisGeib在伯班克（Burbank）发明了第一台造雪机原型，由三个旋转的叶片和一个大功率的风扇组成。这些叶片可以从400磅的雪块上刨冰，而大功率的风扇可以把产生的冰雪颗粒吹到空中。 图1938年，在洛杉矶纪念体育馆，人们将冰块送入造雪机中。（来源：SmithsonianMagazine） 这个本为了电影设计的造梦机，在滑冰场上也受到了热烈欢迎。1934年冬天，多伦多滑雪俱乐部根据同样的原理重新设计了一个造雪机。而且当时俱乐部对外表示，人造雪比真雪要好得多。 已知的第一台商用造雪机，是由康涅狄格州一家滑雪公司（TeyManufacturingCorporation）发明的。1949年冬季降雪的减少让这家公司的滑雪板销量暴跌。于是ArtHunt、WaynePiells和DaveRiceh三个合伙人一合计，用喷漆压缩机、喷嘴和橡胶软管创造了一台造雪机。1954年4月，这台造雪机获得了美国2676471号专利。 近年来，受气候变化的影响，冬季降雪变得越来越难以预测。据Times报道，自1980年纽约LakePlacid冬奥会以来，人造雪在冬奥会上的占比在一路蹿升。2014年俄罗斯索契冬奥会中约有80使用了人造雪，2018年韩国平昌奥运会时，这一数字高达90。在今年的北京冬奥会上人造雪覆盖了绝大多数的比赛场地，造雪机则由意大利公司TechnoAlpin提供。 图TechnoAlpin造雪机TR10（来源：TechnoAlpin官网） 人造雪，是可以接受的未来吗？ 首先，人造雪对用水的需求是巨大的。北京奥委会估计，为冬奥会的高山运动造雪需要4900万加仑的水，足够填满3600个后院游泳池，相当于近1亿人一天的饮用水。今年的冬奥会至少需要120万立方米的雪来覆盖大约80万平方米的比赛场地。 英国拉夫堡大学（LoughboroughUniversity）的最新调查显示，目前全球95的滑雪场在某种程度上依赖人造雪。要么是为了确保滑雪质量，要么是为了延长滑雪季节，又或者兼而有之。人造雪的制造和维护对温度和湿度都有着一定要求。在小于30的湿度条件下，它可以在3C左右的温度下生产。但在大于60的湿度条件下，人造雪就需要在冰点或更低的温度下进行生产。 为了突破这些生产条件的限制，造雪者常常在水中添加化学或生物添加剂。2010年温哥华冬奥会的主办方曾在人造雪中添加杀虫剂，使水在更高的温度下冻结。雪固化剂也可能被添加到水中使雪场的雪更加持久。这些添加剂不可避免地会给水资源和土壤资源带来一定环境风险。 从物理性质上来说，人造雪和自然降雪也有着很大的分别。物理学家KenLibbrecht在接受Vox采访时说，自然降雪在开始结晶时是只有几微米宽的一个小水滴，它像空气中的一粒灰尘一样围绕着一个核形成。雪花通常需要大约一个小时才能从内到外生长，因为它的核心吸收了周围空气中的水蒸气，形成了完美对称的六边形。机械制造的人造雪则是瞬间冻结的，不是在大气中自然生长。因此天然降雪只有510的冰，空气的比例占到9095。而人造雪中有近30的冰和70的空气，表面也更加粗糙和坚硬。这种特点可能会对运动员带来更多挑战。 图天然降雪（左）和人造雪（右）在显微镜下的区别（来源：KennethG。Libbrecht） 对比2010年温哥华冬奥会和2014年索契冬奥会的数据可以发现，高山滑雪、自由式滑雪和单板滑雪项目的参赛者受伤人数增加了9，完成率下降了5。英国布莱顿大学（UniversityofBrighton）学者Derman，W。，Blauwet等人的研究也显示，索契冬季残奥会高山滑雪项目运动员的受伤率较之前增加了六倍，约有三分之一的运动员在这个项目中受伤。 这些数据的背后反映了气候和人造雪的负面因素。 如果气候变化继续，冬奥会去哪办？ 近年来，以加拿大滑铁卢大学学者DanielScott为代表的科学家们一直在追踪气候变化对冬奥会可能产生的影响。 上世纪以来，21个冬奥会主办城市2月份白天的平均温度一直在稳步攀升。从20世纪2050年代的0。4摄氏度，到6090年代的3。1摄氏度，再到21世纪的6。3摄氏度（包含对北京冬奥会温度预测）。在平均6。3摄氏度的温度下创造一片符合竞技运动要求的冰天雪地实属不易。 然而，全球变暖的趋势还在继续。根据遵守《巴黎气候协定》的情况，联合国政府间气候变化专门委员会的第五次报告把气候变化分为PCP2。6，PCR4。5，PCR6和PCR8。5四个档次，以RCP2。6为最佳预期，RCP8。5为最差预期。 根据DanielScott等的最新报告，在低排放路径（RCP2。6）下，21个冬奥会主办城市在本世纪中期2月份的平均气温将升高1。9。而在高排放路径（RCP8。5）下，主办城市在本世纪中期的2月份平均温度将升高2。1C。 这意味着如果不能及时对气候变化采取行动的话，到了本世纪末，21个曾经的东道主中将只有日本札幌有条件再次举办冬奥会，其他城市将全军覆没。而北京将在2050年就失去举办冬奥会的气候条件。 （来源：SlipperySlope） 在如此严峻的形势下，全球的科学家们一直在努力创造更多的天然雪。其中一种方法是在云中播撒碘化银，目的是促进云中的水分转化为飘落的雪晶。另一种方法听起来更加神奇，是在实验室里种雪花，模仿自然晶体形成的过程。但到目前为止，这两种方法都无法满足冬奥会所需的天然雪的需求。 自1924年在法国夏莫尼克斯（Chamonix）举办首届冬奥会以来，天气和降雪条件一直是奥运会成功的关键决定因素。1984年南斯拉夫的主办方曾写道：即使是超人的努力也无法征服自然。 用人造雪来弥补天然降雪的不足举办冬奥会似乎是战胜了自然，但是在不远的将来，当日均温再升高2。1C时，我们还是否能在冰雪世界里尽情欢呼呢？人造雪也许是冬奥会未来答案的一部分，但它绝不是答案的全部。 参考资料： https：edition。cnn。com20220204weatherartificialsnowbeijingolympicsclimateindex。html https：time。com6146039artificialsnow2022olympicsbeijing https：www。tandfonline。comdoifull10。108013683500。2021。2023480？src https：www。sportecology。orgfilesugda700be9aa3ec697a39446eb11b8330aec19e30。pdf https：www。tandfonline。comdoifull10。108013683500。2018。1436161 https：www。vox。com202221022926270artificialsnowbeijing2022olympicsclimatechange 文章来源于学术头条，作者刘芳
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