به نقل از «ایسنا»

نگاه علمی به برگزاری المپیک زمستانی با برف مصنوعی

تاریخ انتشار: ۲۶ بهمن ۱۴۰۰ | کد خبر: ۳۴۳۷۶۱۰۵

المپیک زمستانی پکن ۲۰۲۲ برای اولین بار روی برف صد درصد مصنوعی در حال برگزاری است که در این گزارش نگاهی به چگونگی تولید این میزان از برف مصنوعی می‌اندازیم.

به گزارش ایسنا، شهر پکن در چین میزبان اولین بازی‌های المپیک زمستانی با تکیه کامل بر برف مصنوعی است.

بازی‌های المپیک زمستانی تصاویری از رشته‌کوه‌های برفی، پیست‌های یخ‌زده و ورزشکارانی با لباس‌های مخصوص هوای سرد را در ذهن تداعی می‌کند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

دلیل آن نیز واضح است، شهرهای میزبان المپیک‌های زمستانی اغلب در مکان‌هایی واقع شده‌اند که میانگین بارش برف در آنها ۳۰۰ اینچ(۷۵۰ سانتی‌متر) در سال یا بیشتر است.

با این حال، این مسابقات این بار در شهری در حال برگزاری است که زمستان چندان سرد و برفی ندارد و کوه‌های اطراف آن تقریبا خالی از هرگونه برفی هستند. در هر زمستان در این منطقه معمولاً فقط چند اینچ برف می‌بارد و این بدان معناست که اساساً تمام برفی که ورزشکاران المپیک زمستانی در حال مسابقه دادن و رقابت روی آن هستند، ساخته دست انسان و مصنوعی است.

"پیتر ویلز"(Peter Veals) دانشمند علوم جوی از دانشگاه "یوتا" در حوزه آب و هوای کوهستانی و برف تخصص دارد. وی همچنین بنیانگذار یک استارتاپ برف سازی و همچنین یک اسکی‌باز است. وی در یک مقاله به این موضوع پرداخته است که در ادامه به بیان آن خواهیم پرداخت.

تفاوت‌های مشخصی بین برف طبیعی و مصنوعی وجود دارد و جالب است که بدانیم آیا این تفاوت‌ها تأثیری بر رقابت ورزشکاران دارد یا خیر.

چگونه برف تقلبی درست کنیم

اگرچه برف مصنوعی و برف طبیعی هر دو در واقع آب یخ زده هستند، اما اغلب اسکی بازان و اسنوبورد سواران بلافاصله می‌توانند تشخیص دهند که این دو بسیار متفاوت هستند.

فرآیند برف‌سازی سنتی از آب فشرده، هوای فشرده و نازل‌های تخصصی برای دمیدن قطرات ریز مایع در هوا استفاده می‌کند که پس از افتادن روی زمین منجمد می‌شوند. اما برف‌سازی به همین سادگی نیست که فقط مطمئن شوید هوا به اندازه کافی سرد است.

آب خالص تا زمانی که تا حدود منفی ۴۰ درجه سانتیگراد سرد نشود، یخ نمی‌زند. تنها وجود ذرات معلق میکروسکوپی در آب است که به آن اجازه می‌دهد در دمای صفر درجه سانتیگراد یخ بزند. این ذرات که به عنوان هسته‌های یخ شناخته می‌شوند، به عنوان نوعی داربست برای کمک به شکل‌گیری بلورهای یخ عمل می‌کنند. بدون این ذرات، آب در تلاش برای تبدیل شدن به یخ با چالش مواجه می‌شود و ذرات مختلف بسته به پیکربندی مولکولی خاص خود می‌توانند دمای انجماد آب را افزایش یا کاهش دهند.

دو نمونه از بهترین هسته‌های یخ، "یدید نقره" و پروتئینی است که توسط یک باکتری به نام "لکه زاویه‌ای برگ‌کدوئیان"(Pseudomonas syringae) تولید می‌شود. اغلب سیستم‌های برف‌سازی، یک شکل تجاری از پروتئین باکتری را به آب اضافه می‌کنند تا مطمئن شوند که بیشتر قطرات کوچک قبل از برخورد با زمین منجمد می‌شوند.

سُر خوردن روی برف‌های دست‌ساز

برف طبیعی به صورت یک بلور کوچک یخ روی یک هسته یخی در یک ابر، حیات خود را شروع می‌کند. وقتی این بلور به هوا سپرده می‌شود و به سمت زمین می‌آید، به آرامی به دانه‌های برف شش وجهی تبدیل می‌شود.

در مقایسه، برف مصنوعی و ساخت بشر با یک قطره آب که به سرعت یخ می‌زند، ساخته می‌شود و برف حاصل، از میلیاردها توپ یخی کروی شکل تشکیل می‌شود.

برف مصنوعی ممکن است در پیست اسکی با چشم غیرمسلح شبیه به برف طبیعی باشد، اما برف طبیعی و مصنوعی بسیار با یکدیگر متفاوت هستند.

با توجه به این واقعیت که گلوله‌های یخی کوچک به صورت کاملا متراکم در کنار هم قرار می‌گیرند و ممکن است برخی از آنها تا زمانی که زمین را لمس نکرده‌اند، یخ نزده باشند، برف مصنوعی اغلب سفت و یخ زده و خشن است. اما از سوی دیگر، برف طبیعی که حالتی پودری شکل دارد، تقریباً احساس بی‌وزنی به اسکی بازان و اسنوبورد سواران می‌دهد و این نکته مهمی است، زیرا بلورهای طبیعی برف خیلی نرم روی هم چیده می‌شوند و یک لایه پودری شکل که ۹۵ درصد یا بیشتر حاوی هوا است، تشکیل می‌دهد.

در حالی که برف طبیعی و حالت پودری شکل آن چیزی است که اکثر اسکی بازان تفریحی رویای آن را دارند، اما اسکی بازان المپیکی سلیقه‌ متفاوتی دارند. آنها می‌خواهند بتوانند با بیشترین سرعت ممکن روی برف سُر بخورند و از چوب اسکی‌های نوک‌تیز خود برای چرخش‌های قدرتمند و کمک گرفتن‌های محکم استفاده کنند. شرایط متراکم و یخی برف مصنوعی در واقع از این نظر بهتر است.

در واقع، در شهرهای پربرف هم برگزارکنندگان مسابقات المپیک زمستانی اغلب آب مایع را به زمین‌های پوشیده شده از برف طبیعی اضافه می‌کنند تا یخ بزند و سطحی بادوام و ثابت را برای مسابقه‌ دهندگان فراهم کند.

ملاحظات دیگر شامل این واقعیت است که طوفان‌های برف طبیعی، میدان دید را محدود می‌کنند و شرایط سختی را برای مسابقه دهندگان رقم می‌زنند. ضمن اینکه بارش برف طبیعی اغلب مسابقات اسکی را لغو می‌کند. در حالی که برف مصنوعی یک آسمان صاف و شرایط آب و هوایی مناسبی را فراهم می‌کند.

اما برف مصنوعی و ساخته شده توسط انسان، معایب خود را نیز دارد. به نظر می‌رسد اسکی بازان و اسنوبورد سوارانی که از روی زمین پرش انجام می‌دهند یا برای اسکی پرش روی ریل می‌لغزند، به دلایل ایمنی، سطح نرم‌تر برف طبیعی را ترجیح می‌دهند. این موضوع در مورد اسکی بازان نمایشی نیز صدق می‌کند، چرا که خطرات برخورد و سقوط روی برف مصنوعی که سطوح یخی سفت و سختی را ایجاد می‌کند، می‌تواند منجر به مصدومیت‌های‌ بیشتری شود.

تقلید از طبیعت

در حالی که ورزشکاران المپیک نیازها و خواسته‌های متفاوتی از برف دارند، برای اکثریت اسکی بازان تفریحی، برف طبیعی به دلیل بلورهای پر از هوا به مراتب بهتر است و اسکی کردن یا اسنوبرد سواری روی آن بسیار نرم‌تر و لذت‌بخش‌تر است.

دانشمندان دهها سال است که در تلاش بوده‌اند تا برف نزدیک‌تری به برف طبیعی را بنا به تقاضا ایجاد کنند. اولین راهی که آنها سعی کردند با آن برف واقعی بسازند، بارور کردن ابرهای طبیعی با "یدید نقره" بود. هدف از این کار، افزایش رطوبت در ابرها بود که به بلورهای برف در حال سقوط تبدیل می‌شدند. اگر بتوان این فرآیند را که فرآیند "وگنر-برگرون-فیندایسن"(Wegener-Bergeron-Findeisen) نامیده می‌شود به شکلی آسان‌تر انجام داد، از نظر تئوری میزان بارش برف را به شکل قابل توجهی افزایش می‌دهد.

اما در عمل، اثبات کارایی این روش دشوار است. با این حال، تلاش‌های اخیر با استفاده از مجموعه‌های بزرگ و دقیقی از ابزارهای جوی نشان داده است که بارور کردن ابرها با "یدید نقره" در واقع افزایش اندکی در مقدار کلی بارش برف ایجاد می‌کند.

در روش دیگر اما نیازی به بارور کردن ابرهای طوفانی نیست و شامل ساخت ماشین‌های برف سازی است که می‌توانند بلورهای طبیعی برف را پرورش دهند. دانشمندان دهه‌هاست که دانه‌های برف را در آزمایشگاه‌ها پرورش می‌دهند، اما این فرآیند ظریفی است و معمولاً محققان در هر زمان فقط می‌توانند چند دانه برف تولید کنند.

"پیتر ویلز" می‌گوید: از آنجایی که بلورهای یخ معمولاً به کندی رشد می‌کنند، برای محققان دشوار است که مقیاس این فرآیند را با میزان زیادی که برای رشد برف کافی برای اسکی لازم است، افزایش دهند.

وی افزود: اما من و همکارم "تری آلوی"(Trey Alvey) در تلاش برای تولید برف پودری شکل برای اسکی بازان و اسنوبورد سواران، فرآیندی را توسعه داده‌ایم که می‌تواند دانه‌های برف را در مقادیر بیشتری با استفاده از تکنیکی که فرآیند تشکیل بلور طبیعی را تقلید می‌کند، تولید کند. اکنون نیز ما در حال تجاری سازی آن از طریق شرکت خود به نام "کوانتوم اسنو"(Quantum Snow) هستیم.

اکنون شاهد آن هستیم که کوه‌های خشک و بایر میزبان المپیک زمستانی ۲۰۲۲ شده‌اند که تاکنون هیچ‌گاه مقصد اسکی سواری نبوده‌اند. اما به لطف علم برف‌سازی، ورزشکاران می‌توانند سواری قابل اعتمادی روی برف‌های مصنوعی داشته باشند.

در واقع همه طرفداران ورزش‌های زمستانی می‌توانند به خاطر این فناوری که به آنها امکان می‌دهد از تماشای این مسابقات تماشایی در هر کجا لذت ببرند، سپاسگزار باشند.

انتهای پیام

منبع: ایسنا

کلیدواژه: المپیک زمستانی 2022 پکن برف مصنوعی برف بارورسازی ابرها المپیک زمستانی برف مصنوعی برف طبیعی بارش برف برف سازی روی برف

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.isna.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایسنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۴۳۷۶۱۰۵ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

آموزش ۷۰۰ دانش‌آموز در مدرسه رباتیک امیرکبیر

مدرسه رباتیک اداره انجمن‌های علمی دانشگاه صنعتی‌امیرکبیر در سال گذشته با برگزاری بیش از ۹۹ دوره آموزشی در حوزه رباتیک، به بیش از ۷۰۰ دانش‌آموز علم رباتیک را آموزش داد. این اقدام گامی مهم در جهت ترویج علم و فناوری در بین نسل آینده به شمار می‌رود. - اخبار اجتماعی -

به گزارش گروه اجتماعی خبرگزاری تسنیم، علی علیزاده؛ رئیس اداره انجمن‌های علمی از واگذاری برگزاری مسابقات رباتیک ورزشی به این دانشگاه خبر داد و اظهار کرد: این ماموریت پس پیگیری‌های مداوم اداره انجمن‌های علمی دانشگاه‌امیرکبیر، از سوی وزارت علوم، تحقیقات و فناوری به این دانشگاه واگذار شده است.

علی علیزاده در نشست دبیران انجمن‌های علمی با رئیس دانشگاه، با اشاره به اقدامات انجام شده گفت: 366 عنوان برنامه در سال 1400 برگزار شده است که از این تعداد 183 مورد آن کارگاه، 39 مورد رویداد و همایش و 103 مورد بازدید‌های علمی و 6 دوره برگزاری مسابقات و 3 مورد حمایت برای حضور در نمایشگاه می‌شود.

وی حمایت از 16 مورد ارائه طرح‌های نوآورانه و 8 مورد حمایت از نشریات را از دیگر اقدامات اداره انجمن‌های علمی عنوان کرد و یادآور شد: بیشترین تعداد برنامه‌های برگزار شده مربوط به دانشکده ریاضی و علوم کامپیوتر بوده است. پس از آن دانشکده‌های مهندسی شیمی و مهندسی عمران قرار دارد.

رئیس اداره انجمن‌های علمی به انتخابات دوره هجدهم انجمن‌های این دانشگاه اشاره کرد و گفت: 213 کاندید در این دوره ثبت نام کردند و میانگین معدل آن‌ها 16. 64 بوده است. تعداد مشارکت‌ها در انتخابات انجمن‌ها نیز 3015 نفر بوده است.

حضور 240 طرح در دومین نمایشگاه دستاورد‌های پژوهشی دانش‌آموزی؛ از رباتیک تا هوش مصنوعی

علیزاده با بیان اینکه هسته علمی نانو و رباتیک به صورت بین رشته‌ای تشکیل شد، خاطرنشان کرد: هسته‌های علمی شامل دو بخش شورای سیاستگذاری که متشکل از اعضای هیأت علمی دانشکده‌ها و تیم اجرایی که متشکل از دانشجویان دانشگاه صنعتی‌امیرکبیر هستند که اعضای تیم‌های اجرایی طی فرایندی توسط شورای سیاستگذاری انتخاب می‌شوند.

وی اضافه کرد: از مهمترین رویداد‌های برگزار شده AUT TALK است که در آن از کارآفرینان برتر کشور دعوت می‌گردد تا علاوه بر معرفی مجموعه خود، تجربیات کاری خود را با دانشگاهیان به اشتراک بگذارند که آخرین رویداد آن، AUT TALK کویر تایر بوده است که در اسفندماه سال گذشته برگزار شد.

علیزاده ادامه داد: تاکنون 16 دوره AUT TALK برگزار شده است و در سال جاری برنامه داریم که در هر ماه یکی از این رویداد‌ها را در یکی از دانشکده‌ها با مشارکت کارآفرینان برگزار کنیم تا تجارب این حوزه به اشتراک گذاشته شد.

رئیس اداره انجمن‌های علمی راه‌اندازی مرکز نوآوری در دانشکده شیمی را حاصل برگزاری رویداد AUT TALK عنوان کرد و یادآور شد که برگزاری این رویداد‌ها می‌تواند علاوه بر انتقال تجربه کارآفرینان به دانشجویان و جامع دانشگاهی دستاورد‌های مادی و معنوی دیگر نیز برای دانشگاه به ارمغان بیاورد.

یکی دیگر از برنامه‌های ما حمایت از طرح‌های نوآورانه است که سال گذشته برگزار و طی آن 16 طرح به مرحله نهایی رسید. فاز اول پرداختی‌ها به این 16 تیم صورت گرفته است.

وی ابراز‌امیدواری کرد که تا پایان اردیبهشت جاری فاز اول این طرح‌ها به پایان می‌رسد و دموی اولیه این طرح‌ها ارائه خواهد شد‌.

علیزاده خاطرنشان کرد: در صورتی که در این فاز، طرح‌های منتخب تأیید شوند وارد فاز بعدی می‌شوند. ما در تلاش هستیم که مرحله دوم این رویداد را شروع کنیم و در این راستا با شرکت‌های مختلفی همچون دانا انرژی مذاکراتی داشتیم تا متولی برگزاری دور بعدی این رویداد باشند.

به گفته وی، قرار است این شرکت‌ها محور‌های مورد نیاز خود را اعلام کنند و بعد از ارائه آن‌ها در دانشگاه و جمع‌آوری طرح‌های مطرح شده سرمایه‌گذاری جهت به نتیجه رسیدن طرح‌های منتخب از سوی این شرکت‌ها تأمین شود.

رئیس اداره انجمن‌های علمی گردهمایی معرفی انجمن‌های علمی را از دیگر برنامه‌هایی این اداره نام برد که در سال گذشته جهت معرفی فعالیت‌های انجمن‌های علمی به دانشجویان ورودی جدید برگزار شد.

وی گفت‌: یکی دیگر از ماموریت‌هایی که این اداره در حال پیگیری است، حوزه دانش‌آموزی است که ما دو حوزه بازدید‌های دانش‌آموزی و آموزش دانش‌آموزی را مد نظر قرار دادیم. در این راستا مدرسه رباتیک اداره انجمن‌های علمی دانشگاه صنعتی‌امیرکبیر موفق شد که بیش از 99 دوره آموزشی در حوزه رباتیک در سال گذشته برگزار کند و بیش از 700 دانش‌آموز را آموزش دادیم که هم از نظر مسئولیت اجتماعی دانشگاه قابل توجه بود و هم از جنبه آموزشی و ترویج اهمیت داشته است.

علیزاده با بیان اینکه در سال گذشته بیش از 598 دانش‌آموز از سراسر کشور برای بازدید به دانشگاه آمدند و انجمن‌های علمی در این زمینه بسیار فعال بودند، اظهار کرد: برنامه آتی ما شامل حمایت از برنامه‌های انجمن‌های علمی و برگزاری رویداد‌های AUT TALK‌ها است.

وی اضافه کرد: یکی دیگر از برنامه‌هایی که در حال پیگیری آن هستیم برگزاری رویداد شب علم است که با همکاری معاونت علمی برگزار خواهد شد. اولین دوره این رویداد در دانشگاه تربیت مدرس برگزار گردیده است و درصدد آن هستیم که میزبانی دومین دوره آن در دانشگاه صنعتی‌امیرکبیر باشیم.

وی در این باره توضیح داد: در این رویداد به مدت 3 روز درب‌های دانشگاه به روی عموم مردم باز خواهد بود تا با فعالیت‌ها و دست‌آورد‌های دانشگاه آشنا شوند و به عبارتی ارائه دستاورد‌های دانشگاهی به عموم مردم، توسط جامعه دانشگاهی به زبان ساده و جذاب خواهد بود به نحوی که برای عموم مردم قابل درک باشد و به گسترش تفکر و طرز فکر علمی و علاقه‌مند کردن مردم به علم و فعالیت‌های علمی منجر شود.

علیزاده از برگزاری مسابقات رباتیک خبر داد و گفت: همانطور که می‌دانیم سالیان طولانی است که این دانشگاه در حوزه رباتیک فعال است و مسابقات علمی گسترده‌ای در این زمینه توسط اداره انجمن‌های علمی دانشگاه صنعتی‌امیرکبیر برگزار شده است و طبق پیگیری‌هایی که ما با وزارت علوم انجام دادیم، مقرر شد میزبانی برگزاری مسابقات رباتیک در بخش ورزشی به این دانشگاه محول گردد.

رئیس اداره انجمن‌های علمی برگزاری جشن تقدیر را از دیگر برنامه‌های این بخش دانست و در این باره توضیح داد: ما سالانه انجمن‌های برتر را معرفی می‌کنیم و بنا داریم هفته آخر اردیبهشت مراسم تقدیر از انجمن‌ها علمی دوره هفدهم را برگزار کنیم.

وی افزود: ما انجمن‌ها از نظر کمی و کیفی توسط کارشناسان مورد ارزیابی قرار می‌دهیم و جشنی برگزار می‌شود و از برترین‌ها در هر حوزه تقدیر به می‌آید و در نهایت انجمن علمی برگزیده مشخص شده و تندیس افتخار برترین انجمن به آن دانشکده داده خواهد شد.

علیزاده برگزاری 10 بازدید هدفمند را از دیگر برنامه‌ها عنوان کرد که به صورت بین رشته‌ای خواهد بود و افزود: یکی از حوزه‌هایی که به دنبال آن هستیم، راه‌اندازی جامعه فارغ التحصیلان انجمن‌های علمی دانشگاه صنعتی‌امیرکبیر است که در این راستا سابقه 14 دوره از فعالیت انجمن‌های علمی را استخراج کرده‌ایم و گروهی را تشکیل دادیم تا با آنها در قالب دعوت به عضویت در این جامعه ارتباط برقرار کنند تا از این ظرفیت بتوانیم در امور مختلف انجمن‌های علمی حداکثر استفاده را داشته باشیم.

وی اضافه کرد: امیدوار هستم با فعالیت‌های انجمن‌های علمی دوره هجدهم در سال جاری همچون گذشته دستاورد‌های ارزنده‌ای برای دانشگاه و کشور به ارمغان بیاوریم.

انتهای پیام/