为冰雪运动测风、造雪、制冰，一系列自主研发技术打造一流冬奥赛道科技造雪筑梦，演绎绿色“冰雪奇缘”( 二 ) 本文转自：九派新闻制冰师在

据介绍，造雪机造出来的雪密度通常在每立方厘米0.1克至0.4克，而冰状雪密度需要达到每立方厘米0.65克，若大于这个密度，雪就会变成冰。冰状雪的制作过程看似简单，但雪铺多少厚、注水需间隔多少时间等具体参数都需要摸索。
过去，预测赛道雪质情况依靠的是雪上巡视员的观察，耗时耗力且不够精确。经过攻关，科研团队在北京冬奥会张家口赛区云顶滑雪公园建立起密集的气象观测网络，结合雪道雪质数据等关键参数，应用雪质监测和预报技术，构建起赛道雪质等级判别模型。
北京师范大学地理学与遥感科学学院副教授殷水清说，以前赛道雪质情况预测达到公里级分辨率就很难得，现在，模型能对雪道不同位置未来72小时百米级的气象条件进行准确预报，还能模拟和预报赛道雪质随时间动态演变过程。
中国科学院西北生态环境资源研究院研究员王飞腾介绍， 2019年至2021年，在北京冬奥会组委会协调下， “雪务攻关团队”在黑龙江亚布力滑雪场、云顶滑雪公园和国家高山滑雪中心等场地进行冰状雪制作试验。经过成百上千次的现场试验，团队在分析大量数据的基础上，最终确定了最适合当地的冰状雪赛道制作方案。
值得一提的是，团队不仅掌握了开展不同气候条件下属地化的冰状雪赛道制作技术，还研发了冰状雪赛道专业监测设备以及高效储雪技术。他们根据不同的气象条件，结合太阳光照射率等参数，在反复试验后，选出经济性和实用性最好的“土工布＋泡沫塑料”方案为积雪“盖被子” 。目前， “雪务攻关团队”已在首钢大跳台成功储雪5000立方米，以应对突发天气变化。
二氧化碳制冰
最先进最高效最环保
国家速滑馆“冰丝带”拥有亚洲最大的全冰面设计，面积达1.2万平方米。它在世界上首次应用二氧化碳跨临界直冷制冰技术，实现近零排放，成为低碳绿色运动场馆的样板工程。
除了“冰丝带”之外，首都体育馆、首体短道速滑训练馆，以及五棵松冰球训练馆，也选用了二氧化碳跨临界直接制冷系统。这是目前世界上最先进、最环保、也是最节能的制冷技术，在冬奥会历史上尚属首次。
早在1869年，人类就建造出了用二氧化碳作为制冷剂的制冰机。20世纪40年代， “氟利昂”逐步取代了二氧化碳的制冷剂地位。近二三十年来，随着氟利昂对臭氧层的破坏被发现，二氧化碳重获青睐。“冰丝带”采用的二氧化碳就是环保性和安全性最佳、可持续性最好的自然冷媒之一，其破坏臭氧层潜能值为0 ，全球变暖潜能值为1 ，而且无异味、不可燃、不助燃。
众所周知，物质除了有气态、液态、固态之外，还可能存在这三种状态之外的其他状态，例如：超临界态、等离子态等。二氧化碳跨临界循环是指二氧化碳气体工质在二氧化碳压缩机中压缩后，压力升至跨临界点压力以上，制冷循环中一部分在跨临界点以上运行，另一部分在跨临界点以下运行。与传统制冷系统比，能效可提升20%以上。
二氧化碳跨临界冰场是由二氧化碳跨临界直接蒸发式制冷制冰机组及制冷系统、冰面工艺层、板墙、浇冰车及冰车房系统、除湿系统、电气及自动化控制系统等主要部分组成。“冰丝带”中的冰面尺寸为31米61米。制冰过程中，多台二氧化碳压缩机同时运作，冰板层里制冷管道内低温二氧化碳与冰板混凝土进行换热，冰板混凝土温度逐步降到零下十几摄氏度，制冷团队不停地在冰板上洒水作业，冻成每层几毫米的冰面，经过很多次这样的工序，厚度几十毫米的冰面才能冻结成功。