2022-02-14 nap bejegyzései

(3780) Műhó

Tibor bá’ szerkesztett fordítása online

 

Olimpiai síelők és sznóbordozók 100 százszázalékosan műhavon versenyeznek – hogyan állítják elő és miként hat ki a teljesítményre

Szerző: Peter Veals, University of Utah

 


89. Útban a 90. felé

A téli olimpiák havas hegyeket, befagyott korcsolyapályákat és melegen felöltözött atlétákat idéznek fel, jó okkal. A téli olimpiák rendszerint olyan helyeken vannak megrendezve, ahol az évi hóhullás átlagosan 750 mm, vagy ennél több.

Azonban a pekingi téli olimpia hó helyzete a várost körülvevő hegyeken meglehetősen szomorú. Havas táj helyett a vidék barna és zöld képet mutat. A terület a téli hónapok alatt tipikusan csupán néhány centi havat kap. Ez azt jelenti, hogy a résztvevők alapvetően kizárólag műhavon versenyeznek.

Én egy atmoszféra kutató vagyok, aki a hegyi időjárásra, valamint havazásra specializáltam magam. Ezen kívül részt vettem a műhó készítéssel kapcsolatos tevékenységben és megszállott síelő vagyok. Megállapítom, hogy jelentős különbség van a természetes hó és a mesterséges hó között, és érdekesnek tartam feltárni azt, hogy ez a különbség éreztetni fogja-e hatását a versenyekre.

Hogyan kell műhavat készíteni

Bár mind a mesterséges hó, mind pedig a természetes hó tulajdonképpen megfagyott víz, a síelők, és sznóbordozók többsége azonnal érzékeli, hogy a kettő nagyon különbözik egymástól.

Hagyományosan a hó gyártás nagynyomású vizet, komprimált levegőt és speciális fúvókát alkalmaz, hogy apró vízcseppeket juttasson a levegőbe, ahol megfagynak és lehullnak a talajra. De a hó gyártás nem egyszerűen csak annyi, hogy a levegő legyen kellően hideg.

A desztillált víz addig nem fagy meg, amíg nem hűtik le -40°C-ra. 0°C-on csak mikroszkopikus szuszpendált részecskék jelenlétében fagy meg. Ezeket a részecskéket jégmagnak nevezik, amik elősegítik a jégkristályok formálódását.

Ezen részecskék nélkül a víz nehezen válik jéggé. A különböző részecskék a fagyási hőt lejjebb vagy feljebb emelhetik a specifikus molekuláris konfigurációjuk függvényében.

A legjobb jégmagok az ezüstjodid és a Pseudomonas syringae nevű baktérium által előállított fehérje. A hógyártó rendszerek többsége ezt a baktérium fehérjét hozzáadja a vízhez, bebiztosítva, hogy az apró cseppek megfagynak, mielőtt elérnék a talajt.

Csúszkálás mesterséges havon

A természetes hó apró jégkristályként kezdi létét a felhőben lévő jég magvakon. Amint a kristály hullik a levegőben, lassan növekedni kezd, majd felveszi a klasszikus 6-lap alakzatot.

Összehasonlításként a mesterséges hó gyorsan megfagyó vízcseppecske. Az így nyert hó sok milliárd apró jéggömbökből áll. Az emberi szem a  hótakaró között nem lát különbséget, de a két fajta hó a versenyző számára más érzést kölcsönöz.

Az miatt, hogy az apró jég gömböcskék sűrűbben állnak össze – és némelyik addig nem fagy meg, amíg nem ér le a talajra – a mesterséges hó keménynek tűnik. Másfelől a friss, természetes hó a versenyzőknek majdnem súlytalan érzést kölcsönöz. Ez elsősorban azért van, mert a természetes hó kristályok lazán kapcsolódnak egymáshoz. A frissen esett hó 95 százaléka levegő.

A legtöbb turista síelő friss, porhóról álmodik, az olimpiai versenyzőnek más az ízlése. A versenyzők a lehető leggyorsabban akarnak siklani, és a lécek élét arra használják, hogy éles kanyarokat tudjon venni. Ilyen szempontból nézve a mesterséges hó kedvezőbb. Éppen ezért a legtöbb esetben a versenyt rendezők a természetes hó tetejére vizet juttatnak, ami megfagy és a versenyzők részére tartós felületet biztosít.

Egy másik megfontolás az a tény, hogy a hóviharok erősen csökkentik a látást, ami a versenyt nehezíti, ezért ha bekövetkezik, gyakran a verseny felfüggesztéséhez vezet, ahogy például ez történt az 1998-as Nagado Játékok alatt. A versenyhez ideális a tiszta égbolt és a mesterséges hó.

Azonban, a mesterséges hónak van hátránya is. A szabad stílusú lesiklásnál gyakori ugrások vannak. Ennél, a versenyzők jobban szeretik a természetes hó nyújtotta lágyabb felületet, biztonsági okokból kifolyólag.

 

A természet utánzása

Az olimpiai versenyzők igénye különböző, a turistasíelők a természetes havat kedvelik, ahol a síelés élvezetesebb.

A tudósok évtizedek óta próbálnak a keresletnek megfelelően minél természetesebb havat előállítani. Az első kísérlet „valódi” hó előállítására a természetes felhőkbe juttatott ezüstjodid volt. A módszert Wegener-Bergeron-Findeisen eljárásnak nevezték. Ez elméletileg fokozza a havazást.

Egy másik lehetőség – amihez nincs szükség gomolyfelhőkre – olyan hógyártó gép szerkesztése, ami levegős hókristályokat tud előállítani. laborokban a tudósok évtizedek óta tudnak hópelyheket előállítani, de az eljárás kényes, és tipikusan csak néhány pelyhet tudnak egyszerre előállítani. Ennek oka, hogy a hópelyhek lassan nőnek. Nagyságrendekkel több hópehely előállítása az, ami síeléshez kellene. Ez nem könnyű feladat. Trey Alvey és jómagam kifejlesztettünk egy eljárást, aminek segítségével nagy mennyiségű hópelyhet lehet előállítani. Ennek lényeg olyan technika alkalmazása, ami leutánozza a természetes kristályformáló helyzetet. Ezzel kijöttünk egy vállalkozás keretein belül, a termék neve pedig Kvantum hó.

A 2022 téli olimpia helyszíne nem kifejezetten ideális a versenyek számára, de köszönet a hógyártó tudománynak a versenyek kedvezően lebonyolíthatóak.

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Éljetek a lehetőségekkel!