人工造雪

目錄

[隱藏顯現]

1 發明啟示

2 技術

1. 2.1 原理
2. 2.2 造雪形式
3. 2.3 操作

3 運用

1. 3.1 冬運會人造雪場
2. 3.2 鳥巢造雪

4 滑雪效益

5 環境影響

1. 5.1 浪費水資源
2. 5.2 生態破壞

雪是由大氣中的水蒸氣形成的。當溫度下降時，水蒸氣凝結成微小的水滴，當溫度降低到一定程度，水滴會變成微小的冰晶。大量的冰晶集結在一起達到足夠重時他們就會落向地面。在它們墜落到地面的過程中，如果空氣持續低溫，當他們到達地面時我們看到的就是雪花。

在北極，當氣溫降低到-50℃的時候，人們發現自己吐出來的水汽直接凝華成細小的雪花。這些小雪花如果互相碰撞，還會發出聲響，好象翻動書頁的聲音。探險家把這種奇妙的聲響稱之為“星的耳語”。由此人們得到一個非常有益的啟示：只要滿足水汽凝華結晶的條件，可以在各種場合下，人工制造出美麗的雪花來。

原理

自從韋恩·皮爾斯利用一個油漆噴霧壓縮機，噴嘴和一些用來給花木澆水的軟管造出一臺造雪機以來，造雪機的基本原理并沒有任何變化。將水注入一個專用噴嘴或噴槍，在那里接觸到高壓空氣，高壓空氣將水流分割成微小的粒子并噴入寒冷的外部空氣中，在落到地面以前這些小水滴凝結成冰晶，也就是人們看到的雪花。

原理聽起來很簡單，但是實行起來卻要困難和昂貴得多。在北京及東北地區獨特的氣候條件，結果是氣候條件在幾千米的范圍內會有顯著的變化。

造雪形式

第一種是制冰裝置生產出片冰，然后以片冰為原料造雪。其工作流程是，先通過制冰裝置將水制成片冰，再通過碎冰裝置把已經造好的片冰粉碎成粉末，最后，通過把粉末狀的冰晶通過空氣輸送系統送出。該方式造雪系統復雜，造出“雪”的品質與自然雪相差甚遠。

另一種是采用傳統的高壓水與空氣混合造雪。其工作流程是，來自高壓水泵的高壓水與來自空氣壓縮機的高壓空氣在雙進口噴嘴處混合。利用自然蒸發和空氣出噴嘴后的體積膨脹帶走熱量而使霧滴凝結成冰晶。但存在的問題是霧滴越小，其蒸發量越大，水的損失越多，造雪效率越低。此外，只能在冰點以下工作，對外界環境溫度的依賴性很強，造雪效率低。

操作

為了幫助水凝結（記住，自然雪的形成開始于在幾千米高度從冷空氣中落下），利用322個塔形噴槍，與傳統的滑板噴槍相比，它們能使小水滴在空氣中落得更遠。水能被送至五百二十個消防栓連接的噴槍中。

盡管溫度計顯示的可能是-6°C（“干球”溫度），空氣濕度依然影響著水滴凝結的速度。與風速，風向，氣壓等氣象因素以及用于造雪的水的溫度一起，濕球溫度對于造雪有非常大的影響。所有這些因素都處于不斷變化的狀態，為保證大造雪量需要對它們進行持續的監測。

除去空氣濕度，北京大部分區域還不時受到各種各樣天氣條件的影響，因此需要一個造雪隊不斷尋找可供選擇的造雪地點，以轉移天氣條件的影響。看到幾百萬元的系統由于氣溫的上下浮動而不得不閑置的確令人沮喪。由于一種新的閥門技術的發展，這種狀況得到了改變。專用閥門很容易控制。只要點擊鼠標，山上的造雪塔就能自動開關。能夠利用很小的造雪氣象監測傳遞來的信號進行操作。

冬運會人造雪場

造雪花的范例很早就在世界上出現過。1980年2月，參加第十三屆冬季奧運會的各國滑雪健兒們，云集到美國普萊西德湖畔，準備大顯身手。但是以往積雪很多的普萊西德地區，在那一年的雪卻下得很少，原野上斑斑駁駁，地面裸露在積雪中間。這怎么能舉行滑雪比賽呢? 于是人們想到了造雪機。造雪機好象一臺高射機槍，含有大量水滴的水汽流從槍管里噴射出來，在嚴寒的氣侯中水汽流立即凝華結晶，變成了雪花。工作人員開動鏟雪車，把人造雪花鏟到大卡年上，運到幾十公里方圓的山坡上和比賽跑道上，鋪了將近一尺厚的雪，終于使這場比賽順利地進行到底。

現在造雪機已經得到很廣泛的應用，比如夏天拍電影需要冬天的雪景，除非你有耐性等到冬天，否則只有人工造雪了。

鳥巢造雪

2009年底國家體育場“鳥巢”變身為北京市內最大的滑雪場，從2009年12月19日到2010年2月20日，“鳥巢”重點打造以冰雪運動為主題的冬季樂園觀光活動。為了營造完美的滑雪體驗，“鳥巢”用雪全部人工制造，造雪工程13日就已浩浩蕩蕩地開始了，而整個活動的投資超過5000萬人民幣。

落戶“鳥巢”的首個冬季娛樂項目———“鳥巢歡樂冰雪季”對大眾開放，滑雪高臺、雪山舞臺以及冰雪森林等景觀將悉數亮相。“鳥巢”主場南看臺5000個座椅被拆除，工作人員先是在上面鋪設防水設施，這里被改造成一個長80米、寬80米、坡度為6度的滑雪道。進入其中的游客將從這里坐在雪圈上滑入“鳥巢”的冰雪世界中。

人工造雪是相當昂貴的。然而，當對比成本與收益時，就會發現人工造雪給許多旅游點帶來了豐厚的利潤。人工造雪能夠顯著地增加顧客的滑雪體驗。機器造雪能夠在整個滑雪季中提供足夠的雪量。在滑雪季初期，滑雪場幾乎完全依賴人工造雪。機器造雪也易于在較長時間內保證雪的質量不變，并且比自然雪更適于抵抗升華及來自光源的熱量的影響，滑雪者的裝備也能夠重復使用。山上的雪一旦失去其晶體結構就會變成球形的，也就不再能被塑造成形。將人造雪覆蓋在已經失去晶體結構的雪體的表面可以重新激發其晶體結構，從而使雪恢復生命力。

浪費水資源

通常1噸水可以造兩立方米的雪，而一臺造雪機每小時用水量約為十五六噸，中水也應循環使用。人工造雪后，絕大多數會通過空氣蒸發或滲透地下，這部分水無法回收再利用，造成了浪費。滑雪場造雪取水，是以就近取地下水為主，問題就更嚴重。中國滑雪協會針對北京10家滑雪場的調研顯示，用于造雪的地下水回收率只有40%左右。大量水被損耗，將加重山區的春旱。

生態破壞

生態專家則指出，人工造雪還會對植被產生破壞。北京植物園副園長、園林博士趙世偉說，人工造雪施工會破壞土壤，影響植被生存環境。游客們在滑雪場雪道上踩踏，可能會形成土壤板結，影響雪季過后雪道范圍內植物的生長，山坡比較陡的地方易出現水土流失。