2022年冬奥会的顺利举办，让北京成为历史上首个“双奥之城”，这必将让北京再次受到世界瞩目。能荣获这一成就还要感谢我国人工造雪技术的发展，如果没有人工造雪，北京就无法举办冬奥会。

不过令人惊讶的是，在5年前，我国还无法造出合格的造雪机，这项技术一直遭到外国的封锁。小小的造雪机究竟有何神奇之处，能决定冬奥会在哪里举办？它的技术研发又存在哪些困难，令无数专家耗时多年才研制出来？

人工造雪为什么是必要的？

尽管自1924年第一届冬奥会开始，往后几十年时间里，大家一直在使用天然雪塑造的场地，但是这并不意味着天然雪总是那么靠谱的。在历史上，因为冬奥会主办地缺雪，造成比赛中断或成绩异常的现象不在少数。

比如1928年在瑞士圣莫里茨举办的第二届冬奥会就出现了状况，由于当年瑞士的降雪量普遍偏少，导致许多比赛项目在比赛日被直接取消了。甚至在50公里越野滑雪项目中，一些路段因为缺雪，泥泞的黄土露出了地表，使得这一次比赛的冠军使用时间过长，比上届冠军慢了整整一个多小时。

而2014年俄罗斯冬奥会也遇上了暖冬，好在俄罗斯人早在3年前就储存了50万立方米的自然雪，解决了当天缺雪的紧急状况。但是，我们要知道，储雪的成本是非常高的。要保证存放起来的雪不融化，就要在赛场附近修建冷库。而且每年都要消耗大量电力进行人工制冷，所以说，建造冷库不仅程序复杂、耗费时间，而且建造和维护的成本高、能耗高。

关键是费了这么多力气，依然不能满足所有赛事的需要。比如，一座5S级的滑雪场至少需要消耗1.8万立方米的雪，才能堆满一条一公里的初级滑雪道，如果要修建几十公里长的越野赛道，冷库的雪只是杯水车薪。何况比赛中对雪的消耗量也同样巨大。后来，俄罗斯调来了450台造雪机，花费了4000万元才解决问题。

而对于我国来说，无论是修建冷库还是租借外国的造雪机，代价都非常巨大。而如果我们拥有自己的造雪机，不仅能够减少大型赛事的费用，而且对于以后我国的冬季旅游和滑雪的发展都很有帮助。

造雪技术的难点在哪里？

鉴于北京下雪少、储雪难的现实情况，国际奥委会在2015年就提出，延庆和张家口赛区必须依赖人工造雪，北京和张家口冬奥场地，可能有60%的赛事都需要用到人造雪，甚至有的区域需要100%的人造雪。

造雪机的工作原理其实很简单，主要是把5℃以下的冷水和压缩空气混合装入零下25℃的蒸发器里结冰，然后用里面配备的切削机将冰块切碎，最后和空气一起喷出。这样用冰刀刮下来的，是5mm大小，厚度在1～1.5mm左右的片状冰。片状冰因为干燥能长期保持，所以在二三十年前被广泛使用。

但是后来，随着人们对比赛公平的看重，大家慢慢发现，由于它的颗粒大，塑造的雪道很像石子路，经常导致一些职业滑雪者们在旋转时摔倒。所以，造雪机必须要让这种“冰雪”变小，但也不能和天然雪花一样过于细小松软，那样容易导致运动员陷入雪中受伤。只有这样，才能保证赛道既有一定强度，又有足够的弹性，以免先出发的运动员对雪道造成破坏，影响后面的运动员。

可是，要让人造雪的颗粒大小适中，并不简单，这一度成了造雪机改造升级的重点和难点。然而我国的滑雪运动并不兴盛，很少举办较大的冬季比赛，所以这方面的经验和技术非常欠缺。在2015年以前，别说提升造雪机的技术了，我们连一条像样的国际专业雪道都没办法造出来。

为此，中科院于2017年组建了一支科研团队，在秦大河和王飞腾等院士的带领下，开始全力突破这一技术。但是，由于造雪机的运行对于环境要求较高，比如：气温达到零下5度到零下15度，湿度不超过80%，以及有微风等条件，所以大部分科研活动都必须在野外进行。

于是，科研人员们二话没说，进入了气温只有零下20℃的云顶滑雪公园，在一些高山滑雪中心进行野外作业研究。他们不仅每天奋斗在一线岗位上，而且一工作就非常投入，每天几乎都要工作11个小时，等到天完全黑了才回去休息，第二天一大早又匆忙地赶到野外工作。

直到2021年，这项研究工作超额完成了。为了克服不同温度湿度、海拔和风力条件下，造雪机产雪不均匀的问题，科学家们生产出了不同类型的造雪机，完全能够满足北京冬奥会的各种需求。这不仅是冬奥会能够顺利举办的保障，同时也是我国冬奥会备受外国运动员认可和称赞的基础工程。

5年成果聚焦冬奥会

经过科学家5年来的不懈努力，我国总算突破了造雪技术的封锁，他们曾经经历过的风霜雨雪都汇成了冬奥会上先进的造雪机。据统计，在国家高山滑雪中心的赛道上，已有170台造雪机和30台雪枪开始工作了。

别看数量不多，但是这些造雪机的功能却非常强大。它们并非传统的碎冰型造雪机，而是“雪炮”式造雪机，它能够利用高压空气将水流打碎成细密的雾状颗粒喷出，这些水雾遇到寒冷的外部空气，就会在落地之前快速凝固成为冰晶，变成人们所熟知的雪花。这样的人造雪比片状雪的颗粒小了很多，塑造出来的赛道洁白光滑，非常美观。

同时，为了适应长达半个月时间的气候变化，造雪机还可以造出9种不同类型的雪花。这些雪的颗粒大小从10 mm到0.3mm不等，而利用0.3mm的雪就可以铺成与自然雪很接近的雪道了。

有了好的人造雪材料，工作人员在雪道铺设时也同样考究。自然雪铺成的雪地密度在0.05克/立方厘米~0.15克/立方厘米，而人造雪道的密度要求是它的5~13倍。一般大众使用的雪场密度约为0.4~0.5克/立方厘米，而冬奥会的专业赛道要求则更高，其密度需要达到0.65克/立方厘米。所以，一条合格的冰状雪雪道，必须经历反复的铺雪、压实、注水结冰等步骤。