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你的城市下雪了吗？揭秘冰雪世界的 “科技魔法”

来源：花匠小妙招时间：2025-01-14 15:40

在冬季你是否期待一场降雪？然而自然降雪的不确定性以及地域限制使得许多人难以亲身体验白雪皑皑的景象（比如像小编这样的南方小土豆）幸运的是科技的进步为我们带来了“人工增雪”和“人工造雪”那么它们是如何被制造出来的呢？

自然雪

地球上的大气层里，水分子存在着气态、液态及固态这三种状态。随着大气温度的下滑，原本处于气态的水分子会开始聚集凝结水滴或冰晶。这些累积的水滴与冰晶逐渐变大，在重力的牵引下，最终会降至地面。

欣赏下上海科学会堂的雪景吧~ | 小编拍摄于2018年要想形成雪，还需满足若干特定条件。首要的是，大气中需含有充足的水分子；其次，温度需降至足够低，促使水分子凝结为冰晶。同时，还需要适宜的风速与气压条件等等。一旦这些要素齐聚，冰晶会持续增大，直至其重量超出空气支撑力，进而坠落，化作漫天飞舞的雪花。

人工增雪

在寒冷冬季，雪覆盖在农作物上，能够起到保温的作用，使农作物免受低温冻害。同时，雪中含有的水分能够缓解农田干燥的状况，为农作物提供所需的水分。冬季降雪还可以有效改善空气质量，缓解森林草原防火压力，因此需要人工增雪来助力。天上的水汽要变成雨雪降下来必须具备两个条件，一个是必须有一定的水汽饱和度，另一个是必须有凝结核。因此，人工增雪首先必须天空里有云。能下雪的云，棸0℃以下的“冷云”。在冷云里，既有水汽凝结的小水滴，也有水汽凝华的小雪晶。但它们都很小很轻，倘若不存在继续生长的条件，它们只能像烟雾尘埃一样悬浮在空中，很难落下来。

翼龙-2H大型无人机开展人工增雪作业 | 中国气象局而人工增雪的原理则是通过飞机、火箭、高射炮等工具向云中播撒催化剂，促进云水向降水的转化过程和提高转化效率，如播撒碘化银催化剂，形成大量的人工冰晶，相当于增加了云中的凝结核，促进云中过冷水冰晶化，使云中的小冰晶很快地增长到能够克服空气的浮力降落下来，从而形成降雪。2022年，中国气象局人工影响天气中心在“中华水塔”三江源地区的阿尼玛卿冰川地区，利用搭载了云微物理探测和人工影响天气催化设备的翼龙-2H大型无人机，对降水云系进行探测并成功实施了人工增雪催化作业。

人工造雪

人造雪通常有两种，一种是通过专业的造雪机直接生成冰晶，这类人造雪在物理特性上与自然雪极为相似，且整个生产过程无需化学合成。由于雪在本质上就是冰晶, 因此目前主流的造雪机都是以高效生产冰晶为主要功能的，常见类型有2种。

现在国内滑雪场广泛使用的是炮筒式造雪机，它的原理是把来自高压水泵的高压雾化水与来自空气压缩机的高压空气在喷嘴处混合, 利用雾滴自然蒸发和空气出喷嘴后的体积膨胀带走的热量而使雾滴凝结成冰晶。同样被广泛使用的还有风扇型造雪机，它的工作原理同样是利用冷却雾化水的方式来实现的，使用简单的喷嘴来雾化水, 使之成为细小的水滴，然后用大功率高速风扇将水滴吹出, 增加水滴悬浮在空气中的时间，使之获得足够的时间冷却和凝固。

在此前的北京冬奥会上，就使用到了人工造雪技术。与普通滑雪场相比，竞技赛场对人造雪技术要求更高。为此，我国科技工作者在我国不同地区的滑雪场开展了大量试验，攻克不同气候条件的冰状雪赛道制造技术，花了五年多时间踏雪筑梦，最终研发了一系列技术和设备，突破了技术封锁，从造雪到储雪的技术全部达到国际赛事标准，实现了中国的“用雪自由”，为中国冰雪事业的未来发展提供科技支撑。而另一种人造雪是由硼砂、高分子吸水树脂（SAP）膨胀成的雪花状颗粒，或是采用丙乙烯酸钠聚合物这类化学材料制成的。它的触感相较于真实的雪花，往往更为柔软或富有弹性，并且融化速度远低于自然雪，这种技术通常应用于节日庆典、婚礼现场等特殊场合，比如我们在商场外看到的人工飘雪。此外，也会运用到影视制作中，来帮助导演实现特定场景的拍摄需求。

现在市面上流行一种仿真雪花喷雾，只要摇一摇，便可喷射出雪花泡沫。需要提醒的是，它的主要成分是高分子树脂化合物，靠高压溶解在乙醇、甲烷等有机溶剂内而产生，而有机溶剂本身就是易燃易爆危险品，碰到火源非常容易引起火灾。此外，它还会对人体皮肤黏膜有伤害，如果不慎喷入眼睛，甚至还会造成角膜化学性烧伤。所以在使用此类雪花喷雾的时候，务必注意这几点：1、远离火源。2、勿置于高温处以防爆炸。3、避免直接向人进行喷射。编辑：四月参考文献：[1]杨立祥.造雪机的研究及分析[J]. 机电产品开发与创新, 2010, 23 (3)[2]李菁.气象条件对人造雪活动的影响[J]. 气象科技进展，2017（01）[3]张卉. 冬奥人造雪，中国突破国际垄断[N]. 环球时报，2022-02-17（012）部分内容综合整理自中国气象局、陕西科技报、中国消防除已标注来源外，本文封面图及文内图片均来自包图网（获授权使用），转载可能引起版权纠纷。