南京科學(xué)家研制專門檢測(cè)冰雪賽道質(zhì)量的測(cè)量儀

大型賽事的雪上項(xiàng)目，對(duì)“雪”和“賽道”的要求非常高，尤其是最高時(shí)速可達(dá)248公里的高山滑雪。1月17日，記者從中國科學(xué)院南京天文光學(xué)技術(shù)研究所獲悉，該所南極天文技術(shù)團(tuán)隊(duì)和中國氣象科學(xué)研究院共同研發(fā)了專門檢測(cè)賽道質(zhì)量的冰雪粒徑測(cè)量儀和冰雪硬度測(cè)量儀，可以精準(zhǔn)掌握冰狀雪賽道的雪質(zhì)，創(chuàng)新性地將冰狀雪賽道狀態(tài)檢測(cè)由過去以人工經(jīng)驗(yàn)為主，改進(jìn)為客觀、清晰、科學(xué)的儀器定量檢測(cè)。

冬奧會(huì)的傳統(tǒng)賽事高山滑雪，因?yàn)槠浼婢吒偧夹院陀^賞性，一直被譽(yù)為“冬奧皇冠上的明珠”。作為南極團(tuán)隊(duì)該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，南京天文光學(xué)技術(shù)研究所副研究員溫海焜介紹，高山滑雪比賽項(xiàng)目對(duì)雪道硬度有嚴(yán)苛要求。雪道表面必須保持結(jié)晶狀態(tài)，近似于冰面，被稱為冰狀雪。其實(shí)，冰狀雪不是單純讓雪結(jié)冰，而是用來形容賽道上雪質(zhì)的一種狀態(tài)。

“在這種狀態(tài)下，雪花的密度大致保持在0.65克/立方厘米。從遠(yuǎn)處看去，賽道表面就像覆蓋著一層薄薄的冰殼。這樣的雪道硬度大、不容易被破壞。即便運(yùn)動(dòng)員在高速轉(zhuǎn)彎的情況下，還能保證雪道表面不變形。不論參賽者第幾個(gè)出場，雪道的狀態(tài)都是一樣的，保證了比賽的公平性。”溫海焜告訴記者。

以前，判斷滑雪賽道合不合格，通常裁判員會(huì)在賽道上踩一踩，跳一跳，滑一滑。

據(jù)悉，為了打造出符合國際標(biāo)準(zhǔn)的冰狀雪賽道，“科技冬奧”重點(diǎn)專項(xiàng)2020的“不同氣候條件下冰狀雪賽道制作關(guān)鍵技術(shù)”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多次技術(shù)攻關(guān)演練，在極短的時(shí)間里，熟練地掌握了制作冰狀雪賽道的注水量、低溫板結(jié)時(shí)間等關(guān)鍵技術(shù)。

溫海焜介紹，冰狀雪賽道的制作首先要通過雪地車將基礎(chǔ)雪面壓實(shí)壓緊，然后再進(jìn)行注水制作。如果冰狀雪比較軟，運(yùn)動(dòng)員滑行時(shí)就會(huì)陷在雪里面。如果特別硬，運(yùn)動(dòng)員很容易受傷，賽道需要既有一定的強(qiáng)度，又有一定的彈性和抓地力。冰雪粒徑測(cè)量儀和冰雪硬度測(cè)量儀就是用于測(cè)量冰狀雪面軟硬程度的。

據(jù)悉，這兩個(gè)儀器的設(shè)計(jì)充分考慮了不同于自然雪的人工造雪的特殊情況。2020年11月至2021年3月，中國科學(xué)院南京天文光學(xué)技術(shù)研究所南極團(tuán)隊(duì)不畏嚴(yán)寒風(fēng)雪，在冬奧會(huì)舉辦地北京延慶、河北張家口以及黑龍江哈爾濱亞布力冬季體育訓(xùn)練基地，對(duì)不同氣候條件、不同注水強(qiáng)度的冰狀雪賽道進(jìn)行了粒徑及冰雪強(qiáng)度測(cè)試。

“在不同的天氣情況下制作標(biāo)準(zhǔn)的冰狀雪賽道，注水強(qiáng)度和時(shí)間都有所不同。”溫海焜說，尤其是到了每年2月份和3月份左右，像北京延慶、河北張家口等地方的溫度都比較高，冰狀雪賽道的注水方案需要做相應(yīng)的調(diào)整。而冰雪粒徑測(cè)量儀和冰雪硬度測(cè)量儀就是用于檢測(cè)這些注水方案到底合不合適。去年12月，團(tuán)隊(duì)對(duì)冰狀雪賽道質(zhì)量進(jìn)行了集中測(cè)試，相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)已經(jīng)分析完畢，形成了最佳方案。

中國科學(xué)院南京天文光學(xué)技術(shù)研究所南極團(tuán)隊(duì)表示，未來，冰雪粒徑測(cè)量儀和冰雪硬度測(cè)量儀還將用于南極昆侖站地區(qū)冰雪地基承載力的測(cè)試和判斷工作，為南極天文臺(tái)的建設(shè)作出貢獻(xiàn)。