皑皑白雪从来是诗人画家灵感和巧思的源泉，也是冬季奥运会高洁而素雅的底色。而滑雪板则是运动员必不可少的基本装备。人在双脚站立时，对地面的压强约15

 

皑皑白雪从来是诗人画家灵感和巧思的源泉，也是冬季奥运会高洁而素雅的底色而滑雪板则是运动员必不可少的基本装备人在双脚站立时，对地面的压强约15000帕，行走在积雪没胫的原野上，每一脚都要把松软的雪压实，因此会消耗许多能量而“举步维艰”。

滑雪板将踩雪面积增加了20倍，脚对雪的压强也减少到原来的二十分之一，人便被这双“大脚板”托在雪的表面上而能够“畅行无阻”了雪的表面也许是地球上最神奇的表面之一，固态、液态、气态的水在这里同时并存相互作用，形成复杂的物理特性。

滑雪运动可以看成人—板系统重心转动和曲线运动的合成高山滑雪是重力势能转化为动能的直接演示，体重大的运动员单位体重受到的空气阻力更小，因此会滑得更快大、小回转时不仅靠手中的雪杖像船篙一般改变行进方向，更要靠身体倾斜让滑雪板底面和雪面形成一个夹角。

高速滑行的边刃“刻”入雪地后，“侧面切削”的横向摩擦力和滑雪板边缘相垂直，提供了人体曲线运动的向心力新型的滑雪板头尾较宽，腰部较细，形如“沙漏”，施力后会形成一定弧度“引导”转弯滑雪板越短，“板腰”越窄，转动半径就越小，没有弯曲变形的滑雪板是无法转弯的。

现代滑雪板能在运动员跌倒后自动“脱扣”以策安全。而为了减小摩擦和保护滑雪板，“打蜡”从来是运动员必须掌握的重要技巧。

滑雪回转姿势，CM：人体质心，W：重力，Fload：雪面荷载，FN：荷载与重力的法向分力，Flat：荷载与重力的侧向分力，FC：离心力，Φ：人体倾角，α：雪面坡度（来源：科技之光）跳台滑雪是冬奥会中最壮观而刺激的项目。

从100多米长的助滑道俯冲而下，37度的陡坡到末段急剧减小为11度左右的缓坡，运动员在起跳点以每小时100公里的速度腾空而起，展开又宽又长的滑雪板“飞行”约6秒钟，落在90米或120米处的K点巍巍跳台虽然高达几十米，但运动员身体和地面相对高度却始终不过数米，斜坡的弧度和运动员在空中的抛物线轨迹大致平行。

当运动员最后以极小的角度落地时，垂直于地面的冲击力远远小于三级跳远之类的田径项目，何况还有40厘米厚的雪层缓冲，难怪总会是“有惊无险”的跳台滑雪既可看成一次人体的“下斜抛运动”，也可以看成一次“飞行物”的“起飞”和“着陆”。

跳台滑雪示意图（来源：Nordic Skiing，Ski Jumping，科技之光）

夏季“滑雪跳台”（来源：skisprungschanzen）如今风行世界的“夏季跳台”用特制瓷砖和喷水系统建造助滑道的滑轨，用摩擦力极小的弹性发泡塑胶铺设山坡的“着陆区”不仅成为跳台滑雪运动员一年四季的训练基地，也成了吸引广大公众的旅游业新宠。

1932年2月普莱西德湖冬奥会的最大危机来自气候的反常，骤然升高的温度导致赛场冰雪消融，不少项目只能勉为其难在溏薄的残雪中进行，让运动员摔得鼻青脸肿1964年因斯布鲁克冬奥会“万事俱备，只欠降雪”，在58年未遇的暖冬中，奥地利紧急动用军队从山顶运来2万立方米积雪“救场”。

但开幕式前赛场又遭降雨破坏，一名奥地利滑雪运动员和一名英国雪橇运动员在训练中丧生可见冬奥会成败的关键是“与天气合作”到了1988年卡尔加里冬奥会，18摄氏度的熏风吹化了满场冰雪，致使赛程拖延了16天并搁置了不少项目。

但多亏强大的人工造雪机支撑危局，使高山滑雪等能够继续进行打从1980年普莱西德湖首次使用人工造雪，冬奥会已经开始改变完全“靠天吃饭”的宿命了

1964年奥地利军队为冬奥会运雪（来源：When the Austrian Army Saved the Winter Olympics）大气中的水在0摄氏度下能以微小尘埃为“凝聚核”，结晶成六角轮廓、形态对称的美丽雪花。

人工造雪便是对大自然降雪机制的粗略模拟，将水进行充分雾化后，通过高压泵和排风扇喷射到寒冷的空气中，让这些细小的水滴迅速结晶科学家用细菌发酵生成的一种亲水蛋白作为理想的“凝聚核”添加到水中，不但能使水雾更快、更完全“落地成雪”，还能使结晶温度上升到2至3摄氏度。

早期“雪炮”喷射出来的“雪”其实是微小的冰粒，随着科学技术的发展，人工造雪已经越来越接近于自然界的雪花了

美丽的雪花（来源：Snowflake Fingerprints）

A：空气，B：水，C：雾化水，D：冰晶，E：-2℃气温，F：人造雪（来源：adventure.howstuffworks，科技之光）奥运会对人工造冰技术的应用要早得多1908年伦敦奥运会花样滑冰便在人工冰场举行。

1988年卡尔加里冬奥会首次建造了全封闭的室内速滑体育馆各式各样的人工冰场在当今世界已经随处可见人工冰场的制冷原理和家用电冰箱大同小异我们都知道一个标准大气压下，水会在100摄氏度时沸腾并吸收大量热，而沸点为零下29.8摄氏度的氟利昂在电冰箱内的蒸发器中“沸腾”同样会带走大量热使冰箱制冷，然后压缩机将低温低压的气态氟利昂变成高温高压蒸汽送进散热器，在这些“暖气片”中放出热量重新变成高压常温的液态氟利昂并开始下一轮循环。

我们不妨把人工冰场看成一个敞开的、摊平的、放大的电冰箱这里代替氟利昂的制冷剂常常是沸点为零下33.4摄氏度的氨，将高压下的液态氨送到冰场水泥层的密集排管中汽化，再将带走的热量散发到外部环境，人工冰场便能“地冻三尺”了。

人们很早就发现在积雪的道路上撒盐能加快雪的融化，试验表明，氯化钠溶液在浓度为23%的“共晶点”时凝固点最低，为零下21.1摄氏度而浓度为30%的氯化钙凝固点为零下51.6摄氏度因此现代人工冰场更多用低温盐水或乙二醇作“载冷剂”，流过水泥层网管“间接制冷”，取代氨的直接蒸发。

电冰箱工作流程，A：蒸发室，B：压缩机，C：冷凝器。（来源：How Refrigerators Work，科技之光）

人工冰场剖面图（来源：tltgifts.ru，科技之光）实际工艺自然要复杂得多“一层摞一层”的冰自下而上涂饰成白色衬底，喷绘出鲜明的场地画线和图标广告，再由8至10层薄冰紧密构成4厘米厚的运动冰面冰球运动需要较“硬”的冰场，冰面温度以零下5摄氏度为宜，速滑则要求冰面温度在零下2至零下3摄氏度之间。

冰场的热负荷计算，热交换控制和日常维护管理都少不了专门的里手行家至于那些“横空出世”的雪橇滑道，也可以视为拉长、卷曲、弯环、陡峻的人工冰场1600米滑道的水泥结构从底槽到护墙布满了钢铁的“末梢血管”，千余吨氨水如同神奇的“冷血”，沿着中心机房伸出的“动脉”“静脉”循环不息，维持着这条“玉龙”零下11摄氏度的“体温”。

计算机网络和几十个传感器随时监控滑道上的微小变化由于工程浩大和造价昂贵，目前全世界仅有12条人工冰橇滑道

工人在修建雪橇滑道（来源：Universität，Innsbruck，uibk.ac.at）最令人叹服的景观要数阿联酋名城迪拜的超级室内滑雪场了这个气温高达60摄氏度的“火炉国家”从来与冰雪无缘，如今却拥有了相当于3个足球场大小的“冰雪世界”，供千余人同时滑冰滑雪。

“一片冰心”的设计者靠着高科技手段造就了炽热沙漠中的“阿尔卑斯”

迪拜冰雪世界（来源：Una obra maestra de la Ingeniería）也许我们总有一天能建造更多“环球同此凉热”的人工冰雪场，但作为奥运会的“半边天”，如果没有成熟的人造冰雪技术，冬奥会大概只会在地球高纬度地区的冬季举行。

我们的星球因为四季轮回而美丽可爱，冬奥会也是人类在倾诉对大自然的欣赏与感激。

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