在國家高山滑雪中心開展冰狀雪試驗 本版圖片由王飛騰提供

在首鋼大跳臺對儲雪堆的質量進行監(jiān)測

在首鋼大跳臺開展儲雪保障工作

編者按

省會強則全省強,，“強省會”必須依靠“強科技”賦能助力,。全市強省會大會強調,， 科研“新四軍”和廣大創(chuàng)新人才是強省會的重要力量,，我們要傾力服務創(chuàng)新,、服務人才,，努力鍛造更多支撐國家高水平科技自立自強的蘭州“獨門絕技”,。

或創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟社會效益,，或在各自領域內(nèi)居于“領跑”地位,，在全市綜合科技進步水平指數(shù)飆至81.38%的蘭州,，究竟有多少令蘭州人引以為傲的獨門絕技？《蘭州晚報》自即日起推出“強省會·蘭州絕技”系列報道,，為您講述蘭州科研人追求卓越,、昂揚向上的拼搏故事，為您展示蘭州極致的科技之美……

3月末的春寒未褪,，中國科學院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院冰凍圈科學與凍土工程重點實驗室副主任王飛騰研究員團隊的青年學子,，已再赴青藏高原東北緣的四川達谷冰川，連續(xù)第五年采取行動保護這一冰川,。今年啟程早于往年,，王飛騰說，在冰川覆雪保存最厚時去“蓋被子”,，而不是在它開始消融的時候才行動,，或許更利于保護冰川。

中國境內(nèi)的48000多條冰川,，在過去50年間,，已經(jīng)消失了8000多條,。“你們做冰川研究,，能不能想想辦法留住冰川,？”面對天山烏魯木齊河源1號冰川的年年退縮，當?shù)乩习傩者@樣發(fā)問,，而王飛騰也在這樣問自己,。是以，有了5000米高山上,，給千年冰齡的冰川“蓋被子”的實驗,。而20年專注于冰雪基礎研究的經(jīng)歷，讓王飛騰對冰雪應用研究亦有深刻思考,。這其中,，由秦大河院士牽頭、王飛騰帶領團隊為北京冬奧會造出合格“冰狀雪”賽道,，實現(xiàn)綠色“用雪自由”,，可算最為華彩的一章?！拔覒c幸自己所學對國家,、對社會是有用的！”王飛騰說,。

“中國造”合格冰狀雪賽道問世

2016年以前,，中國還造不出一條合格的冰狀雪賽道。

國際高山滑雪賽事使用的是人造冰狀雪,，粒徑,、密度和硬度均明顯有別于自然降雪，冰狀雪賽道類似于雪上“高速公路”,。由于國外技術封鎖,，我國拿不到賽道用雪參數(shù)標準。2017年,，“中國徒步橫穿南極大陸第一人”,、全國政協(xié)委員、冰凍圈科學國家重點實驗室名譽主任秦大河院士為國籌謀,，致信國家體育總局,，建言應借2022年舉辦北京冬奧會這一千載難逢的良機，培養(yǎng)起我國自己的冰雪保障隊伍,。

“我們團隊的目標是要建立起符合我國大陸性季風氣候區(qū)雪務保障的技術體系,。”早在2015年即已開始相關觀測工作的王飛騰帶領團隊接了這一重任,，承擔了“科技冬奧”國家重點研發(fā)專項“賽事用雪保障關鍵技術研究與應用示范”項目,，團隊集合了中國科學院西北研究院,、北京師范大學、中國氣象科學院,、哈爾濱體育學院和云頂滑雪公園等國內(nèi)冰雪方面的骨干科研力量,，為北京冬奧會每個滑雪場提供“一場一策”的雪務保障。

“造雪機造出的雪密度最大為每立方厘米0.45克,，而冰狀雪密度要求每立方厘米0.65克,。制作冰狀雪看似簡單，就是鋪雪注水,，但鋪多厚雪,、隔多久注水，沒有具體參數(shù),。”團隊輾轉于哈爾濱,、北京,、張家口、阿勒泰等地的滑雪場,，兼?zhèn)涑柵c背陰的賽道段,，選擇不同高度、厚度,、水量,、時間、水壓,，一次次調整測試,。為了讓雪道的各項指標與國際接軌，王飛騰他們還特意請運動員,、冰雪專家來測試,，確保雪道雪質、含水密度,、表面平整度及坡度比全面合格,。屢敗屢戰(zhàn)，最終,，不同氣候條件下的冰狀雪賽道制作技術被攻克,，中國人也打造出了合格的冰狀雪賽道。冰雪硬度測量儀和冰雪粒徑測量儀等冰狀雪賽道專業(yè)監(jiān)測設備也實現(xiàn)國產(chǎn)化,，成本大幅壓縮,。

“造雪機在氣溫高于-2℃時造雪效率低下，而北京冬奧會,、北京冬殘奧會分別在2月中上旬和3月舉辦,，氣溫漸暖,、風速大，如何儲雪成為又一道需要攻克的難題,?！蓖躏w騰說，按照歐洲以往的做法,，最多僅能存留上一個雪季三到五成雪,，而他們希望找到“性價比更高”的方案。團隊隨即在張家口萬龍滑雪場和崇禮滑雪場,、哈爾濱帽兒山滑雪場和延慶石京龍滑雪場啟動了儲雪試驗,，從儲雪方位、儲雪材料,、雪堆大小等方面不斷測試,、反復研究，并根據(jù)研究結果設計出儲雪堆智能設計系統(tǒng),，它可以根據(jù)輸入?yún)?shù)的變化,，推薦一套“個性化”的儲雪堆最優(yōu)設計方案。

王飛騰他們在北京延慶石京龍滑雪場進行了這套儲雪技術的室外試驗,，結果喜人：大雪堆度夏之后,，儲雪率在60%左右。2021年5月,，該技術在新疆阿勒泰市舉辦的“2021—2022國際雪聯(lián)越野滑雪FIS積分系列賽”中“首演”,，作為國內(nèi)首次在0℃以上溫度條件下舉行的專業(yè)賽事，四周綠草如茵,，雪道“冰清玉潔”,。

為應對北京冬奧會期間首鋼大跳臺和國家跳臺滑雪中心場館可能出現(xiàn)的高溫、沙塵和降雨等極端天氣事件,，保證賽道雪質,，科研團隊歷經(jīng)20天，聯(lián)合北京冬奧組委場館運行中心等造出約7000立方米雪,，有備無患,。在王飛騰他們的不懈努力下，北京冬奧會從造雪到儲雪的技術全部達到國際賽事標準,，實現(xiàn)了“用雪自由”,。

“后冬奧時代”的技術暢想

“為北京冬奧會開展雪務攻關這幾年，應該說實現(xiàn)了從‘0’到‘1’的突破,，填補了國內(nèi)空白,。”“科技冬奧”的項目結題了，王飛騰反倒更忙了：冬赴滑雪場,，夏季上冰川,，主打一個“淡季不淡，全年無休”,。

王飛騰2004年讀碩士時參加到導師李忠勤研究員的項目中,，研究雪冰轉化過程。從那時起,，每周上一次天山烏魯木齊河源1號冰川趴雪坑觀測雪冰物理,、化學變化成為日常。起初,，如此單調的觀測研究令他不解：這與社會經(jīng)濟發(fā)展一點沒關系嘛,。然而，恰恰是這樣的經(jīng)歷,，讓王飛騰對雪冰的研究精細化,，“從雪到冰的過程中，到底有多少變成冰,？”“物理損失不等于化學損失,，比如硫酸根隨雪化會流走，而鈣和鎂在雪化時反而會富集,。”……導師的項目做了8年,，王飛騰的觀測則持續(xù)了5年多,，他的博士論文正是據(jù)此而來。

“基礎科學做好了,，到應用需求出現(xiàn)的時候,，自然而然就能融會貫通?！蓖躏w騰說,，烏魯木齊河被當?shù)厝艘曌髂赣H河，冰川的年年退縮引起他們擔憂,。他們想要“留住冰川”的想法,，王飛騰一直記著，直到作北京冬奧會高效儲雪技術研究的時候,，他忽然想到可以將其應用于冰川保護?。?/p>

2020年8月,，王飛騰等人就在位于四川省阿壩藏族羌族自治州黑水縣境內(nèi)的達古冰川消融區(qū)建立了500平方米的實驗區(qū),，通過給冰川消融區(qū)“蓋被子”，阻擋了太陽輻射和冰面的熱交換。實驗數(shù)據(jù)顯示,，“蓋被子”的地方比不“蓋被子”的地方冰的厚度高了1米,。之后每年團隊都去達谷冰川“蓋被子”，“此前考慮成本,，我們選擇了白色土工布做‘被子’,，未來或許會使用疏水性更好的新型材料，同時增強反照率,?！?/p>

“給冰川‘蓋被子’，僅適用于消融面積小于1平方公里的小冰川,?！彼裕瑢τ跒豸斈君R河源1號冰川的保護,，當?shù)夭扇×巳斯ぴ鲅┑姆绞?。王飛騰團隊的跟進研究發(fā)現(xiàn)，人工增雪只有在氣溫低于-2℃時才有效,，否則降下來的是雨,，反而會加速冰川的消融。這些正是基礎研究成果為應用提供理論支撐的最好體現(xiàn),。

我國冰雪資源豐富,，其冰雪融水因其水分子中氘的含量遠低于普通的水分子，被譽為“天然低氘水”,，有抗腫瘤,、提高人體免疫力、延緩衰老等益處,。為將這一得天獨厚的水資源優(yōu)勢轉化為經(jīng)濟優(yōu)勢,，助力西部鄉(xiāng)村振興，王飛騰自2009年開始,，不斷宣傳科普低氘水的相關知識,。目前低氘水受到越來越多的關注，新疆阿勒泰市政府也開始建設天然低氘水工廠,，有序開發(fā)低氘水資源,，開啟低氘水產(chǎn)業(yè)發(fā)展之路。

秦大河院士在很多個場合都表示,，雪務研究為冰凍圈科學的應用研究打開了突破口,，下一步，團隊應當向“應用冰學”進發(fā),，包括為各類冰上體育競技運動和群眾活動等提供技術支撐,。

而這支因北京冬奧會而凝聚起來的年輕攻關團隊正努力將這一切變?yōu)楝F(xiàn)實,。“未來,，我們將繼續(xù)加強冰雪科學基礎研究,，并進而帶動相關應用研究，深挖雪務科研領域,，研發(fā)出適合中國冰雪產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一體化解決方案,，為我國冰雪運動產(chǎn)業(yè)‘南展西擴東進’的戰(zhàn)略提供科技支撐，為‘后冬奧時代’我國冰雪產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及3億人參與冰雪運動作出貢獻,?！蓖躏w騰說。

蘭州日報社全媒體記者 何燕

責任編輯：王旭偉