Werbung

Olympische Winterspiele erstmals auf 100 Prozent Kunstschnee ausgetragen. Was ist darüber zu wissen?

Peking wird Austragungsort der ersten Olympischen Winterspiele sein, die ausschließlich auf künstlichem Schnee beruhen.

künstliche Beschneiungsanlage vovashevchuk/iStock

Die Olympischen Winterspiele beschwören Bilder von schneebedeckten Bergketten, gefrorenen Eisbahnen und Athleten in Kaltwetterkleidung herauf. Und das aus gutem Grund. Olympische Winterspiele waren oft an Orten, die ein durchschnittlicher Schneefall von 300 Zoll pro Jahr oder mehr.

Abgesehen von einigen extrem anomalen Wettermustern werden die Berge rund um die Schneeereignisse für die Olympischen Winterspiele in Peking Braun- und Grüntöne haben und fast schneefrei sein. Die Region empfängt normalerweise nur ein paar Zentimeter Schneefall jeden Wintermonat. Das bedeutet, dass im Grunde der gesamte Schnee, auf dem die Athleten antreten, von Menschenhand hergestellt wird.

Ich bin ein Atmosphärenwissenschaftler, der sich auf Bergwetter und Schnee spezialisiert hat. Ich bin auch der Gründer eines Startups zur Beschneiung und ein begeisterter Skifahrer. Es gibt deutliche Unterschiede zwischen natürlichem und künstlichem Schnee, und es wird interessant sein zu sehen, ob sich diese Unterschiede auf den Wettbewerb auswirken.

Wie man künstlichen Schnee macht

Obwohl Kunstschnee und Naturschnee beide gefrorenes Wasser sind, können die meisten Skifahrer und Snowboarder sofort erkennen, dass die beiden sehr unterschiedlich sind.

Traditionelle Beschneiungsanwendungen Hochdruckwasser, Druckluft und Spezialdüsen um winzige Flüssigkeitströpfchen in die Luft zu blasen, die dann gefrieren, wenn sie auf den Boden fallen. Aber die Beschneiung ist nicht so einfach, wie nur dafür zu sorgen, dass die Luft ausreichend kalt ist.

Reines Wasser gefriert nicht, bis es auf fast -40 ° F -40 ° C abgekühlt ist. Es ist nur das Vorhandensein von mikroskopisch kleinen Schwebeteilchen im Wasser, die lassen Sie es bei den bekannten 32 F 0 C einfrieren. Diese Partikel, bekannt als Eiskeime, fungieren als eine Art Gerüst, um die Bildung von Eiskristallen zu unterstützen.

Ohne diese Partikel kann sich Wasser nur schwer in Eis verwandeln. Verschiedene Partikel können je nach ihrer spezifischen molekularen Konfiguration die Gefriertemperatur erhöhen oder senken.

Werbung

Zwei der besten Eiskeime sind Silberjodid und ein von den Bakterien produziertes ProteinPseudomonas syringae. Die meisten Beschneiungsanlagen fügen ein hinzuHandelsform des Bakterienproteins zu wässern, um sicherzustellen, dass die meisten der winzigen Tröpfchen gefrieren, bevor sie auf den Boden treffen.

Rutschen auf menschengemachtem Schnee

Natürlicher Schnee beginnt als winziger Eiskristall auf einem Eiskern in einer Wolke. Wenn der Kristall durch die Luft fällt, wächst langsam zur klassischen sechsseitigen Schneeflocke.

Im Vergleich dazu gefriert menschengemachter Schnee schnell aus einem einzigen Wassertropfen. Der resultierende Schnee besteht aus Milliarden winziger kugelförmiger Eiskugeln. Er mag mit bloßem Auge auf einer Skipiste natürlichem Schnee ähneln, aber natürlich und künstlichSchnee „fühlt“ sich ganz anders an.

Aufgrund der Tatsache, dass sich die winzigen Eiskugeln ziemlich dicht aneinander drängen – und einige von ihnen möglicherweise erst gefroren sind, wenn sie den Boden berühren – fühlt sich Kunstschnee oft hart und eisig an. Frischer natürlicher „Pulver“-Schnee dagegen, gibt Skifahrern und Snowboardern ein fast schwereloses Gefühl, wenn sie den Berghang hinuntersausen. Diese ist groß, weil sich die natürlichen Schneekristalle sehr locker stapeln – eine frische Pulverschicht ist so viel wie 95 % oder mehr Luft.

Werbung

Während die meisten Freizeit-Skifahrer von frischem Pulver träumen, haben olympische Skifahrer andere Vorlieben. Rennfahrer wollen so schnell wie möglich gleiten und ihre scharfen Kanten nutzen, um kraftvolle, enge Kurven zu ziehen. Die dichten, eisigen Bedingungen von künstlichenSchnee sind in dieser Hinsicht tatsächlich besser. Tatsächlich werden Rennveranstalter oft flüssiges Wasser zu Rennbahnen aus Naturschnee hinzufügen der gefriert und eine dauerhafte, konsistente Oberfläche für Rennfahrer gewährleistet.

Eine weitere Überlegung ist die Tatsache, dass natürliche Schneestürme trübe, flache Beleuchtung und schlechte Sicht erzeugen – schwierige Bedingungen zum Rennen oder Springen. Starker natürlicher Schneefall wird Skirennen oft absagen, da passierte während der verschneiten Spiele von Nagano 1998. Für Rennfahrer sind auch dort klarer Himmel und Kunstschnee im Vorteil.

Aber harter, von Menschenhand geschaffener Schnee hat seine Schattenseiten. Freestyle-Skifahrer und Snowboarder, die von Schanzen fliegen oder hoch über dem Boden auf Schienen rutschen, scheinen dies zu tun. bevorzugen Sie die weichere Oberfläche von Naturschnee aus Sicherheitsgründen. Dies gilt auch für nordische Skifahrer, die kürzlich den markiert haben Gefahren durch Kunstschnee bei Unfällen da eisige, harte Oberflächen zu mehr Verletzungen führen können.

Werbung
Natürliche Schneeflocken wachsen langsam zu sechsseitigen Kristallen heran, die voller Luft sind, wenn sie sich auf dem Boden stapeln. Alexey Kljatov über WikimediaCommons, CC BY-SA

Nachahmung der Natur

Während olympische Athleten unterschiedliche Bedürfnisse an ihren Schnee haben, ist Naturschnee für die überwiegende Mehrheit der Freizeitskifahrer weitaus besser. Aufgrund der luftgefüllten Kristalle ist er viel weicher und angenehmer beim Skifahren oder Snowboarden.

Wissenschaftler versuchen seit Jahrzehnten, mehr natürlichen Schnee auf Abruf zu erzeugen. Der erste Weg, auf dem Menschen versuchten, „echten“ Schnee herzustellen, bestand darin, natürliche Wolken mit Silberjodid zu impfen. Das Ziel war es, Feuchtigkeit in Wolken zu erleichtern, die sich in fallende Schneekristalle verwandeltWenn Sie diesen Prozess durchführen könnten – genannt Wegener-Bergeron-Findeisen Prozess – tritt leichter auf, würde theoretisch die Schneefallrate erhöhen.

In der Praxis war es in der Vergangenheit schwierig, die Wirksamkeit des Impfens zu beweisen. Jüngste Arbeiten mit großen, sorgfältig eingesetzten Sätzen atmosphärischer Instrumente haben jedoch gezeigt, dass – für einen Bruchteil der Stürme mit den richtigen Bedingungen – das Impfen von Wolken mit Silberiodid ausreichtin der Tat bescheidene AusbeuteErhöhung der Gesamtschneemenge.

Werbung

Eine andere Option – die gar nicht erst Sturmwolken hervorbringen muss – besteht darin, Schneemaschinen zu bauen, die flockige natürliche Schneekristalle züchten können. Wissenschaftler züchten seit vielen Jahrzehnten Schneeflocken in Labors, aber der Prozess ist heikel, undtypischerweise nur Forscher einige Flocken auf einmal produzieren. Da Eiskristalle normalerweise langsam wachsen, war es für Forscher schwierig, den Prozess um viele Größenordnungen zu vergrößern, die erforderlich sind, um genügend Schnee zum Skifahren zu erzeugenKollege Trey Alvey und ich haben ein Verfahren entwickelt, mit dem Schneeflocken in größeren Mengen hergestellt werden können, indem eine Technik verwendet wird, die den natürlichen Kristallbildungsprozess nachahmt. Wir vermarkten es über unser Unternehmen namens Quantenschnee.

Werbung

Die trockenen, kargen Berge, die die Austragungsorte der Olympischen Winterspiele 2022 beherbergen, sind nicht gerade ein Skigebiet. Aber dank der Kunst der Beschneiung werden die Athleten zuverlässige, wenn auch eisige Abfahrten haben, auf denen sie sich messen können. Und Sportfans können alle dankbar für die Technologie seindie es ihnen ermöglicht, das Hochgeschwindigkeitsspektakel zu genießen, das von den mutigen Seelen geboten wird, die an den Ski- und Snowboard-Events teilnehmen.

Peter Kalbfleisch, Professor für Atmosphärenwissenschaften, Universität von Utah

Dieser Artikel wurde neu veröffentlicht von Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lesen Sie die Originalartikel.

Folgen Sie uns auf

ERHALTEN SIE IHRE TÄGLICHEN NACHRICHTEN DIREKT IN IHREM INBOX

Bleiben Sie kostenlos mit den neuesten Nachrichten aus Wissenschaft, Technologie und Innovation auf dem Laufenden :

Durch das Abonnieren stimmen Sie unseren zuNutzungsbedingungen und Datenschutzerklärung. Sie können sich jederzeit abmelden.