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【南京日報】南京科學家研制新型冰雪儀器助力“科技冬奧”

 有效解決“卡脖子”技術難題,科學檢測冰狀雪賽道質量

本報訊(通訊員 鄭健 融媒體記者 馬道軍) 大型賽事的雪上項目,對“雪”和“賽道”的要求非常高,尤其是最高時速可達248公里的高山滑雪。1月17日,記者從中國科學院南京天文光學技術研究所獲悉,該所南極天文技術團隊和中國氣象科學研究院共同研發了專門檢測賽道質量的冰雪粒徑測量儀和冰雪硬度測量儀,可以精準掌握冰狀雪賽道的雪質,創新性將冰狀雪賽道狀態檢測由過去以人工經驗為主,改進為客觀、清晰、科學的儀器定量檢測。 

  冬奧會的傳統賽事高山滑雪,因為其兼具競技性和觀賞性,一直被譽為“冬奧皇冠上的明珠”。作為南極團隊該項目負責人,南京天文光學技術研究所副研究員溫海焜介紹,高山滑雪比賽項目對雪道硬度有嚴苛要求——雪道表面必須保持結晶狀態,近似于冰面,被稱為冰狀雪。其實,冰狀雪不是單純讓雪結冰,而是用來形容賽道上雪質的一種狀態。

  “在這種狀態下,雪花的密度大致保持在0.65克/立方厘米。從遠處看去,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。即便運動員在高速轉彎的情況下,還能保證雪道表面不變形。不論參賽者第幾個出場,雪道的狀態都是一樣的,保證了比賽的公平性?!睖睾j告訴記者。

  以前,判斷滑雪賽道合不合格,通常裁判員會在賽道上踩一踩,跳一跳,滑一滑。為了打造出符合國際標準的冰狀雪賽道,“科技冬奧”重點專項2020的“不同氣候條件下冰狀雪賽道制作關鍵技術”項目團隊經過多次技術攻關演練,在極短的時間里,熟練地掌握了制作冰狀雪賽道的注水量、低溫板結時間等關鍵技術。 

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

  這兩個儀器的設計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,南京天文光學技術研究所南極團隊不畏嚴寒風雪,在冬奧會舉辦地北京延慶、河北張家口以及黑龍江哈爾濱亞布力冬季體育訓練基地,對不同氣候條件、不同注水強度的冰狀雪賽道進行了粒徑及冰雪強度測試。 

  “在不同的天氣情況下制作標準的冰狀雪賽道,注水強度和時間都有所不同?!睖睾j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的調整,而冰雪粒徑測量儀和冰雪硬度測量儀就是用于檢測這些注水方案到底合不合適。去年12月,團隊對冰狀雪賽道質量進行了集中測試,相關的實驗數據已經分析,形成了最佳方案。 

  中國科學院南京天文光學技術研究所南極團隊表示,未來,冰雪粒徑測量儀和冰雪硬度測量儀還將用于南極昆侖站地區的冰雪地基承載力的測試和判斷工作,為南極天文臺的建設工作作出貢獻。

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