剃刀般锋利的雪花正在给奥运选手的滑雪板带来麻烦

在超低温下,滑雪的感觉更像是踩在沙子上而不是雪上。

“Alpensia”听起来就像是《冰雪奇缘》里的一个场景,但那里没有喜爱夏天的雪人,只有在严寒中的奥运选手。这座位于韩国平昌的滑雪胜地是 有史以来最冷的冬奥会举办地之一,而刺骨的低温也造成了一些意想不到的牺牲品:滑雪板。

在冬奥会筹备期间,运动员和教练 告诉路透社的Peter Rutherford,他们在训练中损坏了滑雪板。雪道寒冷到足以让高科技装备变得毫无用处。但这是为什么呢?

原来,在特定的温度下,雪花会从蓬松的闪光变成锋利的、能损坏滑雪板的尖刺。对于依靠摩擦力在雪道上飞驰的滑雪运动员来说,超冷的雪可能会给他们最重要的装备带来灾难。

“在零度以下几度的温度下,滑雪更像是踩在水上。但随着气温降低,就更像是踩在沙子上,”加州理工学院物理学教授、雪花结构专家 Kenneth Libbrecht 说。

虽然看起来可能不是这样,但速度飞快的滑雪运动员和我们一样,都受物理定律的约束。即使在重力的帮助下身体向下飞驰,他们仍然会受到摩擦力的影响,这会影响他们的速度,而在极寒条件下,也会影响他们的滑雪板。

你可能会认为摩擦力只会减慢滑雪者的速度,但实际上它可以使滑雪板在雪上滑行得更快。当滑雪板拖行时,它们会融化少量下方的雪。Libbrecht说,这并非压力所致,而是热量所致。融化的雪就像润滑剂一样,使滑雪板滑行得更快。

但热量只是故事的一部分——物理学家们也不完全确定故事的其余部分是如何发展的。多年来,他们一直在 争论 雪、滑雪板和滑冰鞋摩擦的确切机制。目前,普遍的理论是,冰和雪在形成后会立即融化一小部分,形成一个 准液体膜,一旦滑雪板或滑冰鞋接触到它们,就能启动摩擦。

这个薄膜起到了润滑剂的作用。如果再加上 奥运选手的滑雪板,速度会更快。它们由高科技复合材料制成,能够吸收赛车蜡,从而产生更多的润滑,理论上可以带来更快的滑行。

听起来速度很快,对吧?当然……直到天气变得非常寒冷。“天越冷,融化那层冰就越困难,”Libbrecht解释道。当温度低于零下15摄氏度(略低于16华氏度)时,雪花往往会非常 锋利——相当于微小的、结晶的剃刀。

“它不像钢铁划破你,”他澄清说,但雪花的锋利度加上寒冷天气缓慢的融化速度足以损坏滑雪板。本来应该是顺滑的体验,结果却变成了在沙地上滑雪,没有润滑层来保护滑雪板。相反,寒冷、尖锐的雪花会损坏装备,这种现象被称为 底部灼伤

普通的滑雪者可能会尝试再滑一次。但对于奥运选手来说,一场比赛的胜负可能只差零点几秒,这显然是不可行的。

在最好的情况下,奥运选手会携带大量的滑雪板参加冬奥会——有些选手甚至多达 70副。但当像平昌这样寒冷(而且雪花锋利)的时候,他们可能会希望自己多带几副以备不时之需。

 

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Erin Blakemore

撰稿人

Erin Blakemore是一位来自科罗拉多州博尔德的自由记者。作为一名记者超过15年,她报道过从太平间里的瑜伽老师到冷战时期的考古学,再到COVID-19大流行期间糖尿病病例神秘增加等各种内容。她的科学、健康和历史方面的作品曾出现在《国家地理》、《史密森尼学会杂志》、《大西洋月刊》、《时代》周刊、NPR等刊物上。


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