Tuyết được sử dụng trong Thế vận hội mùa đông không dựa vào thiên nhiên mà dựa vào công nghệ tạo tuyết nhân tạo. Làm thế nào để “sản xuất hàng loạt” tuyết nhân tạo? “Nút thắt cổ chai” về công nghệ “tuyết đóng băng” mà nước tôi đã khắc phục được là gì?
Phỏng vấn chuyên gia
Tô Chính Quân (Kỹ sư cao cấp, Trung tâm điều chỉnh thời tiết, Cục Khí tượng Trung Quốc)
Khi nói đến Thế vận hội mùa đông, mọi người luôn nghĩ đến quang cảnh phủ đầy bạc và tuyết. Tuyết không chỉ là phông nền và vật trang trí tuyệt đẹp cho các môn thể thao ngoài trời mùa đông mà còn là thành phần cơ bản nhất của mọi đường đua.
Vậy, việc tổ chức Thế vận hội mùa đông có phụ thuộc vào thời tiết tốt để có đủ tuyết phục vụ cho cuộc thi không? Riêng đối với Bắc Kinh, nơi sẽ đăng cai Thế vận hội mùa đông 2022, mặc dù thời tiết tháng 2 vẫn còn lạnh, nhưng liệu Thế vận hội dành cho người khuyết tật mùa đông được tổ chức sau đó có gặp khó khăn trong việc sử dụng tuyết do nhiệt độ ấm lên hay không?
Những lo lắng như vậy rõ ràng là không cần thiết. Sự phát triển của công nghệ tạo tuyết đã đủ để Thế vận hội mùa đông này đạt được mục tiêu "không có tuyết" chất lượng cao.
Tuyết này không phải là tuyết đó: Tuyết nhân tạo an toàn hơn và dễ kiểm soát hơn
Các phóng viên được biết, để đảm bảo các sự kiện tuyết diễn ra suôn sẻ trong suốt sự kiện, Thế vận hội mùa đông Bắc Kinh lần này đã áp dụng giải pháp tạo tuyết nhân tạo hiệu quả cao, chất lượng cao, hoàn toàn tự động và có thể kiểm soát được, đồng thời lấy "tạo tuyết, bảo quản tuyết và lưu trữ tuyết" làm ba khía cạnh chính để đảm bảo việc sử dụng tuyết trong sự kiện không bị ảnh hưởng.
△Ngày 15 tháng 11, Trung tâm trượt tuyết việt dã quốc gia Trương Gia Khẩu đã tận dụng lượng tuyết rơi tự nhiên và bật máy tạo tuyết để tạo tuyết (Nguồn: Tân Hoa Xã)
Xét đến sự không chắc chắn của các quá trình thời tiết tự nhiên, đặc biệt là tuyết rơi, các sự kiện thể thao tuyết quốc tế, đặc biệt là Thế vận hội mùa đông, thường sử dụng phương pháp tạo tuyết nhân tạo để lát đường trượt tuyết. Lý do là, một mặt, công nghệ tạo tuyết nhân tạo có thể được con người kiểm soát và không phải phụ thuộc vào thời tiết; Mặt khác, ngưỡng của công nghệ này tương đối thấp - chỉ cần nhiệt độ dưới 0℃ thì máy tạo tuyết có thể hoạt động.
"Thông thường, tạo tuyết nhân tạo sử dụng máy tạo tuyết kiểu 'pháo tuyết'. Có hai nguyên lý cho loại máy này. Một là sử dụng thiết bị tạo đá để tạo ra những 'bông tuyết' rất nhỏ, sau đó được sử dụng làm nguyên liệu thô để tạo tuyết. Phương pháp còn lại là phương pháp truyền thống trộn nước áp suất cao và không khí để tạo tuyết." Su Zhengjun, kỹ sư cao cấp tại Trung tâm điều chỉnh thời tiết thuộc Cục Khí tượng Trung Quốc, chia sẻ với các phóng viên.
Tuyết nhân tạo truyền thống được tạo ra bằng cách bơm nước vào vòi phun hoặc súng phun đặc biệt, sử dụng khí áp suất cao để chia dòng nước thành các hạt nhỏ. Khi những giọt nước này gặp không khí lạnh bên ngoài, chúng sẽ nhanh chóng đông lại thành tinh thể băng trước khi rơi xuống đất, trở thành những bông tuyết mà chúng ta thường thấy.
"Tuyết nhân tạo hình thành trong thời gian ngắn, phát triển nhanh và hình dạng của những bông tuyết về cơ bản là giống nhau. Tuyết rơi tự nhiên sẽ có sự thay đổi rõ ràng hơn về độ cứng vào ngày thứ hai", Tô Chính Quân giải thích.
Vào sáng sớm, khi nhiệt độ ngoài trời thấp, tuyết tự nhiên hình thành thường đông cứng hơn và cứng hơn, tương tự như "vụn băng". Mặc dù tuyết ở trạng thái này cho phép người trượt tuyết đạt tốc độ trượt nhanh hơn, nhưng nó cũng làm giảm độ bám của ván trượt tuyết. Đặc biệt đối với người mới bắt đầu, nếu tuyết tự nhiên mềm không được nén chặt, ván trượt tuyết có thể dễ bị lún xuống tuyết, gây ra các tai nạn như lật xe và dừng đột ngột.
△Đường trượt tuyết được chải bằng máy nhẵn mịn còn được những người đam mê gọi là "tuyết mì", và việc trượt tuyết trên đường trượt tuyết được chải bằng máy giống như "ăn mì". Bức ảnh cho thấy đường trượt tuyết được chải bằng máy tại Khu nghỉ dưỡng quốc tế Núi Trường Bạch ở Cát Lâm (Nguồn: Tân Hoa Xã)
Ngược lại, chất lượng tuyết nhân tạo dễ kiểm soát hơn, đặc biệt là "tuyết băng" chất lượng cao, sẽ dần chuyển từ dạng hạt sang dạng bột sau khi mặt trời mọc. Lúc này, chất lượng tuyết là tốt nhất, mềm và vừa phải, thích hợp nhất cho các cuộc thi ngoài trời sử dụng ván trượt tuyết.
Tạo "đường ray cao su" trên tuyết
Thật dễ hiểu khi tuyết nhân tạo có thể giúp chúng ta thoát khỏi sự phụ thuộc vào tuyết rơi tự nhiên. Vậy tại sao một số đường đua thể thao mùa đông vẫn sử dụng phương pháp tạo tuyết nhân tạo ở những khu vực có tuyết quanh năm và lượng tuyết rơi cực kỳ nhiều?
Điều này đưa chúng ta đến một lợi thế khác của phương pháp tạo tuyết nhân tạo: nó có thể tùy chỉnh. Tùy theo nhu cầu của từng sự kiện và địa điểm khác nhau, tuyết nhân tạo có thể tự do điều chỉnh kích thước hạt, hàm lượng nước và độ cứng của bông tuyết.
Ví dụ, trượt tuyết đổ đèo, một môn thể thao truyền thống của Thế vận hội mùa đông, luôn được ca ngợi là "viên ngọc quý của Thế vận hội mùa đông" vì có lượng người xem cao. Tuy nhiên, người tham gia sự kiện này di chuyển với tốc độ rất cao (tốc độ tối đa có thể đạt tới 248 km/giờ) và cũng rất nguy hiểm nên yêu cầu đối với đường đua cũng khắt khe hơn. Để xây dựng một đường trượt tuyết đạt tiêu chuẩn quốc tế về trượt tuyết trên núi cao, tuyết được sử dụng không phải là tuyết tự nhiên thông thường mà là "tuyết băng" nhân tạo.
Thuật ngữ tuyết đóng băng được dùng để mô tả tình trạng chất lượng tuyết tại các khu nghỉ dưỡng trượt tuyết. Ở trạng thái này, mật độ của bông tuyết là khoảng 0,65 g/centimet khối và bề mặt của sườn trượt tuyết vẫn ở dạng tinh thể, như thể có một "vỏ băng" mỏng, tương tự như bề mặt băng. Những đường chạy trên tuyết như vậy rất cứng và không dễ bị hư hỏng, đồng thời có thể đảm bảo bề mặt đường chạy không bị biến dạng khi vận động viên chạy với tốc độ cao. Bất kể vận động viên nào về đích trước thì tình trạng của đường đua cũng sẽ luôn tương đối hoàn hảo.
△Đường trượt tuyết cấp độ thi đấu dày đặc và chắc chắn hơn, do đó bạn có thể trượt nhanh hơn, nhưng cũng đau hơn khi ngã (Nguồn: Tài khoản WeChat chính thức của "Chai Zhidao")
Nếu sử dụng tuyết dạng băng để lát đường trượt tuyết trên núi cao thì cũng giống như xây dựng một "đường trượt bằng nhựa" trên tuyết. Nó không chỉ có thể giảm ma sát của bề mặt đường trượt trên ván trượt và cải thiện đáng kể thành tích của vận động viên mà còn cải thiện sự thoải mái của vận động viên khi trượt tuyết, bảo vệ các khớp cơ thể và kéo dài sự nghiệp thể thao chuyên nghiệp của vận động viên hết mức có thể.
Công nghệ bảo quản và lưu trữ tuyết đảm bảo chất lượng đường đua
Trong một thời gian dài, việc tạo ra những đường trượt tuyết giống băng chất lượng cao luôn là một khó khăn kỹ thuật "nút thắt" trong ngành công nghiệp băng và tuyết của đất nước tôi. Để chào đón Thế vận hội mùa đông và Thế vận hội dành cho người khuyết tật Bắc Kinh, các nhà nghiên cứu khoa học đã thiết lập các thông số lãnh thổ để tạo ra tuyết giống băng tại khu vực thi đấu Diên Khánh và Trương Gia Khẩu của Bắc Kinh thông qua những nỗ lực không ngừng nghỉ. Đồng thời, với sự trợ giúp của một loạt các quy trình tạo tuyết như phun nước và nén chặt, cuối cùng họ đã thành công trong việc tạo ra tuyết giống băng đạt tiêu chuẩn đáp ứng các điều kiện khí hậu của vùng gió mùa lục địa. Tuyết rơi tự nhiên ở các vùng núi địa phương vào mùa đông trở thành "tuyết cảnh quan" trang trí cho khu vực Thế vận hội mùa đông.
Trên thực tế, đối với các đường đua Olympic mùa đông đạt tiêu chuẩn cao, tuyết rơi tự nhiên thực sự là một "gánh nặng". Nếu có tuyết rơi, lớp tuyết mềm tự nhiên sẽ làm hỏng đường đi trên băng "mịn như gương". Ngoài ra, do Thế vận hội mùa đông và Thế vận hội dành cho người khuyết tật Bắc Kinh đang trong giai đoạn chuyển giao giữa mùa đông và mùa xuân nên có thể gặp phải các hiện tượng thời tiết khắc nghiệt khác, chẳng hạn như mưa đột ngột. Nước mưa sẽ khiến lớp băng mỏng hình thành trên bề mặt đường chạy, làm tăng nguy cơ mà các vận động viên phải đối mặt khi thi đấu.
△Vào ngày 23 tháng 2 năm nay, các nhân viên tại Trung tâm trượt tuyết Alpine quốc gia ("Xue Feiyan") ở Yanqing đã kiểm tra và sửa chữa đường đua (Nguồn: Xinhua News Agency)
Theo kế hoạch của các nhà nghiên cứu khoa học, nếu thời tiết thực sự xấu, đội ngũ nhân viên sẽ ngay lập tức sử dụng máy ủi tuyết để đầm chặt lại đường trượt tuyết và tiến hành sửa chữa khẩn cấp trên đường trượt. Đồng thời, để đảm bảo chất lượng đường đua, họ cũng sẽ sử dụng các thiết bị đo tự động như máy đo độ cứng của băng và tuyết, máy đo kích thước hạt băng và tuyết để kiểm tra nhanh, nhằm đảm bảo chất lượng tuyết đạt yêu cầu và tiếp tục tiến độ thi đấu bình thường trong thời gian ngắn nhất có thể.
Được biết, để đảm bảo có đủ tuyết trong suốt sự kiện, Thế vận hội mùa đông Bắc Kinh lần này cũng đã có những nỗ lực táo bạo trong việc lưu trữ tuyết: tận dụng nhiệt độ thấp vào mùa đông, tuyết chất lượng đã được tạo ra trước, sau đó tuyết được lưu trữ ở một khu vực bằng phẳng cho đến khi sử dụng vào năm sau.
Kế hoạch có vẻ tuyệt vời này đã vượt qua bài kiểm tra tính khả thi từ năm 2017. Ủy ban tổ chức Thế vận hội mùa đông Bắc Kinh đã tiến hành thành công các cuộc thử nghiệm lưu trữ tuyết tại Khu nghỉ dưỡng trượt tuyết Shijinglong ở Diên Khánh. Sau khi thử nghiệm vào mùa xuân và mùa hè năm sau, hơn 60% lượng tuyết nhân tạo đã được lưu trữ thành công.
Đọc thêm: Cần bao nhiêu bước để tạo ra đường trượt tuyết giống như băng?
Máy tạo tuyết không phải là công cụ duy nhất tạo ra đường đua tuyết chất lượng cao cấp giống như băng ở tầm quốc tế có thể sử dụng trong các sự kiện Olympic. Hiện nay, đường đua băng tuyết có thể được chia thành hai loại: đường đua và đường đua thi đấu. Hãy lấy ví dụ về đường đua có băng tuyết nén chặt:
Đầu tiên, người chải tuyết cần phải lật đường đi trên tuyết, phá vỡ tuyết và làm cho bề mặt tuyết tơi xốp;
Tùy theo vị trí của đường đua và nhiệt độ tại thời điểm đó, nước sẽ được phun vào tuyết - chỉ bằng cách này, đường đua mới có thể đảm bảo có đủ độ bền và độ đàn hồi nhất định;
Bằng cách liên tục lật và ấn tuyết ướt, nguyên mẫu của một vệt tuyết giống như băng về cơ bản được hình thành;
△Khác với phương pháp tưới nước của đường đua, đường đua cạnh tranh áp dụng phương pháp tưới nước "ống phun nước hình chữ Z" (Nguồn: Bắc Kinh Nhật báo)
Sau đó, nhân viên phải đảm bảo độ dày của lớp tuyết băng đồng đều và không có lỗ hổng lớn trên đường trượt tuyết. Sau khi xác nhận mọi thứ đều chính xác, họ sẽ san phẳng đường ray để lớp tuyết tạo thành một "vỏ băng" sáng bóng từ dưới lên trên;
Sau khi hoàn tất tất cả các bước, nhân viên cũng cần phải dọn sạch tuyết nổi trên đường đua.
Vào thời điểm này, có thể đưa vào sử dụng đường băng và tuyết "giống như gương" đạt chuẩn.
Bài viết của phóng viên Vương Tuyết Anh
Biên tập viên/Ding Lin New Media Biên tập viên/Lv Bingxin
Sản xuất bởi: Science Central Kitchen
Sản xuất bởi: Tin tức Khoa học và Công nghệ Bắc Kinh | Khách hàng Science Plus
Chào mừng bạn chia sẻ với vòng tròn bạn bè của bạn
Nghiêm cấm sao chép khi chưa được phép
