冬奧會讓人聯想到白雪皚皚的山脈、冰封的溜冰場和穿著防寒服的運動員。這是有原因的。冬奧會場館通常位於每年平均降雪量為300英寸或以上的地方。然而，如果沒有一些極其反常的天氣模式，北京冬奧會雪上項目周圍的山脈將是棕色和綠色的色調，幾乎沒有雪。該地區在每個冬季月份通常只有幾英寸的降雪。這意味著，基本上所有比賽場地的雪都是人造的。

來自猶他大學的Peter Veals是一名大氣科學家，專門研究山區天氣和雪。他也是一家造雪公司的創始人，也是一名狂熱的滑雪者。天然雪和人工雪之間有明顯的區別，他認為看看這些區別是否對比賽有任何影響將是很有趣的。

如何製作人造雪

儘管人造雪和天然雪都是冰凍的水，但大多數滑雪者和滑雪板愛好者都能立即認識到這兩者有很大不同。

傳統的造雪技術使用高壓水、壓縮空氣和專門的噴嘴，將微小的液滴吹到空中，然後在落到地面時凝固。但是人造雪並不像確保空氣足夠冷那麼簡單。

超純水在冷卻到接近零下40攝氏度時才會結冰。只有水中存在微小的懸浮顆粒，才能使其在熟悉的0攝氏度時結冰。這些顆粒被稱為冰核，作為一種支架，幫助冰晶形成。沒有這些顆粒，水就很難變成冰。不同的顆粒可以提高或降低冰點溫度，這取決於它們的具體分子結構。

兩種最好的冰核是碘化銀和一種由細菌Pseudomonas syringae產生的蛋白質。大多數造雪系統在水中加入一種商業形式的細菌蛋白，以確保大多數小水滴在落地前就已凍結。

在人造雪上滑行

天然雪開始時是雲中冰核上的一個小冰晶。隨著晶體在空中落下，它慢慢地成長為經典的六邊形雪花。相比之下，人類製造的雪從一滴水迅速凍結。由此產生的雪由數十億個小的球形冰球組成。在滑雪道上用肉眼看，它可能類似於天然雪，但天然雪和人造雪的“感覺”非常不同。

由於小冰球密集地堆積在一起，而且其中一些冰球在接觸到地面之前可能還沒有凍結，因此人造雪通常給人以堅硬和冰冷的感覺。另一方面，天然“粉狀”雪為滑雪者和滑雪板愛好者提供了一種幾乎失重的感覺，他們在山坡上翱翔。這主要是因為天然雪的晶體堆積得非常鬆散- 新的粉末層有高達95%以上的空氣。

雖然天然雪是大多數休閒滑雪者的夢想，但奧運滑雪者卻有不同的喜好。選手們希望能夠盡可能快地滑行，並利用其鋒利的邊緣來進行有力的、緊密的轉彎。在這些方面，人造雪的緻密、冰雪條件實際上更好。事實上，比賽組織者經常向天然雪的比賽場地添加液態水，這將凍結並確保為賽手提供耐用、穩定的表面。

另一個考慮因素是，天然暴雪會產生沉悶、平坦的照明和低能見度–在這種條件下比賽或跳躍都很困難。大規模的自然降雪往往會導致滑雪比賽取消，1998年長野運動會期間的大雪就是如此。對於選手來說，晴朗的天空和人造雪在這方面也有優勢。

但是堅硬的人造雪確實有其缺點。自由式滑雪者和單板滑雪者在跳台上飛馳或在離地面很高的軌道上滑行，出於安全考慮，他們似乎更喜歡天然雪的柔軟表面。北歐滑雪者也是如此，他們最近標明了人工雪在發生碰撞時的危險性，因為冰硬的表面會導致更多傷害。

模仿自然

雖然奧運會運動員對雪的需求不一，但對於絕大多數休閒滑雪者來說，天然雪要好得多。由於充滿空氣的晶體，它更柔軟，在上面滑雪或滑雪板更令人愉快。

幾十年來，科學家們一直在嘗試按需創造更多的天然雪。人們嘗試製造“真正的”雪的第一種方式是通過在自然雲層中播撒碘化銀。其目的是促進云層中的水分變成下降的雪晶。如果能使這個過程–稱為Wegener-Bergeron-Findeisen 過程–更容易發生，理論上會增加降雪率。

在實踐中，歷史上很難證明這樣做的功效。然而，最近使用大型的、精心部署的大氣儀器的工作表明–對於具有適當條件的一小部分風暴–使用碘化銀確實可以適度增加降雪總量。

另一個選擇是製造可以產生蓬鬆天然雪晶的造雪機。幾十年來，科學家們一直在實驗室裡培育雪花，但是這個過程很微妙，而且通常研究人員一次只能生產幾片雪花。由於冰晶通常生長緩慢，對於研究人員來說，將這一過程的規模擴大到滑雪所需的許多數量級一直很棘手。但是在為滑雪者和滑雪板愛好者生產蓬鬆的雪晶的過程中，Veals和他的同事Trey Alvey開發了一種工藝，可以使用一種模仿自然晶體形成過程的技術大量生產雪花。他們正在通過他們的公司Quantum Snow將其商業化。

2022年冬奧會場館所在的干燥、貧瘠的山區並不完全是一個滑雪勝地。但多虧了造雪科學，運動員們將有可靠的，甚至是冰冷的滑雪道來進行比賽。而體育迷們都可以感謝這項技術，使他們能夠欣賞到參加滑雪和單板滑雪比賽的勇敢者們所帶來的高速奇觀。