王飞腾（中）在首钢大跳台储雪堆监测雪质变化。中科院西北生态环境资源研究院供图

北京2022年冬奥会期间，国家高山滑雪中心为世界展现了超级大回转、滑降等高难度动作的魅力，冰状雪赛道功不可没。冰状雪赛道用的可不是普通的雪，它们是雪界的“冰墩墩”——被一层薄薄冰壳包裹住的雪，以减小赛道对滑雪板的摩擦。

雪界“冰墩墩”出自中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室雪务保障关键技术攻关团队。同时，他们还历经20天，联和北京冬奥组委场馆运行中心等造出约7000立方米的雪，以应对本届冬奥会期间首钢大跳台和国家跳台滑雪中心场馆可能出现的高温、沙尘和降雨等极端天气事件，保证赛道雪质。

“与往届冬奥会举办国不同，中国所处纬度较低，以往的造雪、储雪技术并不能照搬，必须研发一套适合中国国情和气候特征的新技术。”中国科学院院士秦大河告诉《中国科学报》。

临危请命

2015年，中国刚申办成功冬奥会的那个冬天，秦大河就带领团队一批冰冻圈科学的新生力量，对中国的滑雪场进行了深入调研。结果并不乐观，中国没有一条合格的冰状雪赛道，由于商业原因，国际上对相关技术进行封锁，我国无法拿到赛道雪质的参数标准。

国外专家在赛道上踩一踩、捏一捏，就判断出合格或不合格。至于为什么，核心技术我们从未掌握。这可愁坏了秦大河。

国家需要，主动请缨。秦大河立即给北京市冬奥组委和国家体育总局写信，希望能够参与此次冬奥会雪冰实用技术的研发。2017年，在秦大河带领下，北京冬奥会赛事用雪保障关键技术研究团队正式组建。这个团队集合了中国科学院西北生态环境资源研究院、中国气象科学研究院、北京师范大学和哈尔滨体育学院等国内有一定冰雪研究基础的科研力量。

接到雪务保障攻关任务时，冰冻圈科学国家重点实验室副主任王飞腾还在野外冰川上工作。这项攻关任务，也改变了他的科研和生活轨迹，夏季来临时像候鸟一样“飞”向高山冰川，探索地球上的现代冰川变化，天气转冷时，飞向北京冬奥雪场，研制适合奥林匹克赛事专用的“冰状雪”。跟候鸟迁徙不同，这群“冰雪候鸟”逆温而上，哪里寒冷就去哪里，哪里艰苦就在哪里安家！

给雪穿上冰外衣

造雪、储雪任务并不是“用造雪机把雪造出来，往雪道上一铺”那样简单，赛事用雪有弹性、湿度、密度要求。以雪道“高速公路”——冰状雪赛道为例，王飞腾介绍，冰状雪赛道的表面有一层薄薄的冰壳，用于减小赛道对滑雪板的摩擦力，冰状雪密度需达到0.65克/立方厘米，而造雪机造出来的雪密度小于0.65克/立方厘米这一要求。

因此，冰雪专家就需要给“初雪”穿上一层冰衣，变成冰状雪，外型就像冰墩墩那样。冰状雪的制作过程需要铺雪注水，铺多少雪，隔多长时间注水，是王飞腾的攻关关键所在。这可是一项技术活，稍不留神雪就会变成冰而不符合标准！

尽管有一定冰川学理论基础，但为了解决实际应用中的难题，研究团队压力如山。连续3年，研究团队辗转哈尔滨、北京、张家口、阿勒泰等地的滑雪场，进行冰状雪制作试验。

让雪穿上冰外衣有上百种方法，不同水压、注射几秒、停滞几秒再注射……团队一遍又一遍检测冰雪硬度是否达标、冰雪颗粒是否均匀。

造雪机只能在零摄氏度以下工作，滑雪场气温零下20摄氏度是常事，野外奋战的王飞腾和队员们，不一会浑身就挂满了冰碴。为了节约时间，队员们带干粮上山，中午啃一口，一干就是十多个小时。

最终，不同气温条件的冰状雪赛道制作技术被攻克，中国自主打造出冰状雪赛道，中国从造雪到储雪的技术全部达到国际赛事标准，摆脱了靠天比赛的局限，实现用雪自由。

造一座雪山

面对逐渐变暖的天气，团队马不停蹄研究储雪技术。到底储存多少雪，存多了浪费，存少了不够用。“从落地那一刻，雪粒粒径、形状等就时刻变化着，雪质变化将对雪道造成致命打击。”中国科学院西北生态环境资源研究院在读博士生王兴说。

如果说冰川研究是科学问题，那储雪更像工程问题。但国内外储雪的研究非常少，涉及文献不超过10篇。加之国内人才的匮乏，模拟雪质变化、估算储雪量，可以说储雪是在“零下”起步的。

大陆季风型气候、场馆建设工期等的限制并不允许雪长期储存，储雪必须在赛事将近之时进行。随着一座人工雪山矗立在赛道旁，团队又根据不同的气象条件，结合太阳光照射率等参数，选取经济性和实用性俱佳的土工布方案，给雪山盖上“被子”，阻隔热量交换，延长雪的使用寿命。

“以前团队研究给冰川盖被子，防止冰川消融，如今给雪山盖被子，保障国家和赛事需要。”王飞腾说。

几年间，冰雪候鸟之旅多了一程，夏季冰冻圈之行告一段落后，王飞腾便带领团队前往滑雪场从事雪务工作，全年近2/3的时间与冰雪为伍。

“我国冰冻圈科学的研究有很好的基础和传统，雪务研究为冰冻圈科学的应用研究撕开了一道口子。下一步，团队应当向“应用冰学”进发，包括为各类冰上体育竞技运动和群众活动等提供技术支撑。青年一代冰冻圈科学工作者们肩上的任务艰巨而光荣，但他们一定会成功！”秦大河说。