Cách Trung Quốc tạo ra tuyết nhân tạo cho Thế vận hội Mùa đông ở các thành phố khô cằn

Khi được trao quyền đăng cai Thế vận hội mùa đông 2022 vào năm 2015, Trung Quốc cũng chính thức bước lên một hành trình gian khó để có thể tự tạo ra tuyết.

Wang Feiteng đã dành phần lớn sự nghiệp của mình để theo dõi các sông băng của Trung Quốc. Hàng năm, ông phải thực hiện những chuyến đi đầy gian khổ lên núi để nghiên cứu cách làm chậm sự suy giảm của chúng trong một thế giới đang ngày càng ấm lên.

Tuy nhiên, gần đây hơn, công trình nghiên cứu của ông lại liên quan đến một loại băng tuyết khác. Wang và nhóm của mình phụ trách tạo ra lượng tuyết nhân tạo cần thiết cho Thế vận hội mùa đông Bắc Kinh 2022, sự kiện thể thao quốc tế đã bắt đầu vào ngày 4 tháng 2 vừa qua.

Bắc Kinh và những ngọn núi ở phía bắc - nơi sẽ tổ chức một số sự kiện, bao gồm cả trượt tuyết và trượt ván trên tuyết - nổi tiếng là khô cằn và có rất ít tuyết rơi vào mùa đông. Hơn nữa, nhiệt độ trong tháng Hai có thể tăng xuống dưới mức đóng băng và có nguy cơ xảy ra bão cát, khiến cát phủ lên lớp tuyết trên cùng. Do đó, các trận thi đấu ở Bắc Kinh sẽ hoàn toàn dựa vào tuyết nhân tạo.

Khi độ phủ tuyết trên toàn cầu giảm do biến đổi khí hậu, ngày càng có nhiều sự kiện thể thao mùa đông sử dụng tuyết nhân tạo. Trong Thế vận hội mùa đông 2010, thành phố chủ nhà Vancouver đã trải qua một mùa đông ấm áp bất thường khiến các nhà tổ chức buộc phải đưa tuyết nhân tạo vào. Thế vận hội ở Sochi của Nga và Pyeongchang của Hàn Quốc cũng không thể dựa vào tuyết tự nhiên.

Một nghiên cứu gần đây cho thấy, giả định với lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính toàn cầu vẫn như hiện nay, họ kết luận rằng chỉ một trong số 21 thành phố từng đăng cai Thế vận hội Mùa đông trước đó sẽ có điều kiện khí hậu phù hợp để đăng cai các kỳ đại hội một lần nữa vào cuối thế kỷ này.

Trung Quốc không có lịch sử phong phú về các môn thể thao mùa đông. Chúng chỉ mới trở nên phổ biến gần đây, sau khi Bắc Kinh thắng thầu đăng cai Thế vận hội 2022 vào năm 2015 và đưa ra cam kết “thúc đẩy 300 triệu người tham gia vào các môn thể thao trên băng và tuyết”.

Hai năm sau, vào năm 2017, một nhóm chuyên gia của Liên đoàn Trượt tuyết Quốc tế - tổ chức chịu trách nhiệm cho một số cuộc thi trượt tuyết Olympic và trượt ván trên tuyết lớn - đã đi tham quan một số khu nghỉ dưỡng trượt tuyết ở Trung Quốc. Họ nhận thấy không có đường trượt nào đáp ứng tiêu chuẩn.

Rõ ràng, tuyết nhân tạo là cần thiết cho Thế vận hội. Wang, 32 tuổi, là nhà nghiên cứu sông băng tại Học viện Khoa học Trung Quốc và là một trong số ít những người ở Trung Quốc nghiên cứu việc tuyết thay đổi như thế nào theo thời gian sau khi rơi xuống đất. Ông đã dành nhiều năm quan sát tuyết trên các sông băng và nghiên cứu cách bảo quản tuyết tốt nhất để làm chậm quá trình tan chảy của sông băng. Nhưng trước khi gia nhập đội phục vụ tuyết cho Thế vận hội vào năm 2016, Wang không biết nhiều về việc làm tuyết nhân tạo. Đây cũng là điều mà hầu như không ai ở Trung Quốc biết.

Nhóm phục vụ tuyết cho Olympic đã dành bốn năm qua để chạy đua, nhằm tìm ra cách tạo ra tuyết đủ tốt cho các sự kiện thể thao tầm cỡ thế giới. Các cuộc thi khác nhau đòi hỏi nhiều kết cấu tuyết khác nhau, và nhóm đã phải mất vài mùa đông, cũng như nhiều thử nghiệm trong thời tiết lạnh giá, và một chuyến đi đến Pyeongchang (Hàn Quốc) để tìm ra công thức tạo ra tuyết nhân tạo tốt nhất.

Kể từ tháng 11 năm ngoái, Wang và nhóm của mình đã nạp nước cho những cỗ máy tạo tuyết giống như pháo. Những khẩu pháo này bắn ra các tinh thể băng và các giọt nước, chúng kết hợp với nhau để tạo thành tuyết khi tiếp đất. Những đống tuyết do con người tạo ra hiện đang chất thành đống gần các địa điểm sẽ tổ chức các cuộc đua như Big Air, nhảy trượt tuyết và trượt tuyết trên núi. Hơn 70 huy chương vàng sẽ được trao cho các trò chơi trên tuyết trong Thế vận hội mùa đông 2022.

Công việc của Wang bây giờ chủ yếu là kiểm tra tỉ mỉ các đống tuyết, đo kích thước hạt, nhiệt độ và mật độ của chúng để đảm bảo chúng là tối ưu cho Thế vận hội.

Cần gì để tạo ra tuyết nhân tạo?

"Tất cả những gì cần thiết là nước, được đưa qua vòi tuyết, nơi nước kết hợp với không khí để tạo thành tuyết", Wang Feiteng nói. "Nhưng các trò chơi khác nhau yêu cầu mật độ tuyết khác nhau."

Ví dụ, đối với các trò chơi như trượt tuyết băng đồng và hai môn phối hợp kiểu Bắc Âu, cần tuyết giống với tuyết tự nhiên nhất, cụ thể là tươi mới, có mật độ khoảng 200 kg trên mỗi mét khối. Còn đối với các bộ môn như Big Air, tuyết cần ít tơi xốp hơn với mật độ khoảng 400 đến 500 kg trên mét khối.

Tuyết cho các sự kiện trượt tuyết trên núi cao, bao gồm cả đổ đèo và trượt tuyết, là khó nhất vì mật độ của chúng phải lên tới 650 kg trên một mét khối. Wang gọi loại này là "băng tuyết", vì nó cứng gần như băng nên người trượt tuyết có thể lướt đi với tốc độ tối đa, nhưng vẫn cần phải giữ chúng ở hình thái tuyết để ván trượt vẫn có thể chạm vào.

Để tạo ra tuyết đóng băng, nhóm của ông sử dụng máy bơm để bơm nước vào lớp tuyết nhân tạo trên mặt đất để tạo ra những hạt tuyết có kích thước phù hợp nhằm đạt được mật độ mong muốn. Quá trình này khó hơn tưởng tượng vì nhiều yếu tố môi trường như nhiệt độ và gió có thể ảnh hưởng đến chất lượng tuyết. Tuy nhiên, cả nhóm đã dành nhiều năm chạy thử nghiệm để tìm ra sự kết hợp tối ưu cho các thông số thời tiết ở Bắc Kinh, như áp suất nước và thời gian phun.

Tuyết cho Thế vận hội 2022 đã được tạo ra và lưu trữ trước sự kiện

"Trước khi sự kiện bắt đầu, chúng tôi đã có tất cả tuyết cần thiết vào tháng 11 và tháng 12 năm ngoái, trong thời gian lạnh nhất của năm", Wang cho biết.

Một lý do để chuẩn bị trước tuyết là vì vòi rồng hoạt động hiệu quả nhất khi nhiệt độ dưới -10 độ C. Do đó, nó có thể tạo ra nhiều tuyết hơn với cùng một lượng nước so với trong thời tiết ấm hơn một chút. Bắc Kinh đang bắt đầu nóng lên, vì vậy việc vận hành các khẩu pháo vào thời điểm nóng hơn sẽ tiêu tốn nhiều tài nguyên hơn.

Tất cả tuyết được lưu trữ bên ngoài trong những không gian trống gần các địa điểm tổ chức sự kiện. Chúng được bao phủ bởi những mảnh vải có khả năng phản chiếu cao để ánh sáng mặt trời không làm tuyết tan chảy.

Mật độ tuyết thay đổi khi tuyết chất thành đống do các yếu tố như thay đổi nhiệt độ và trọng lực. Nhưng nhóm của Wang đã cân nhắc điều đó khi tạo ra tuyết. Ví dụ, nếu cần tạo ra tuyết để sử dụng trong hai tháng, nhóm sẽ làm cho tuyết nhẹ hơn, và chúng sẽ trở nên dày đặc hơn khi nằm thành đống. Wang đã nghiên cứu cách tuyết trên các sông băng thay đổi theo thời gian trong nhiều năm, vì vậy đây là nơi chuyên môn của ông được thể hiện một cách triệt để nhất.

Khí hậu khắc nghiệt ở Bắc Kinh gây ra nhiều khó khăn cho việc duy trì chất lượng tuyết

"Chúng tôi đã thiết kế các kế hoạch dự phòng cho các sự kiện thời tiết khác nhau như tuyết, mưa và bão cát", Wang Feiteng nói. "Nếu bất kỳ điều gì xảy ra, nó sẽ làm thay đổi tình trạng tuyết trên bề mặt dốc. Chúng ta sẽ cần cạo lớp tuyết trên cùng và thay thế bằng một lớp tuyết mới được lưu trữ trước."

Trên thực tế, tuyết tươi, cho dù là tự nhiên cũng không thực sự tốt cho các cuộc thi ngoại trừ các môn như trượt tuyết băng đồng. Đối với môn trượt tuyết trên núi đòi hỏi tốc độ cao, tuyết tự nhiên mịn màng thực sự rất nguy hiểm. Do sự khác biệt về mật độ, lớp tuyết tự nhiên sẽ có ma sát thấp với lớp tuyết đóng băng bên dưới, làm tăng nguy cơ xảy ra tuyết lở.

Và tình hình biến đổi khí hậu cũng đang mang tới nhiều thách thức cho các dịch vụ cung ứng tuyết nhân tạo.

"Thứ nhất, khí hậu ấm lên đồng nghĩa với việc có ít thời gian hơn để các vòi phun tuyết hoạt động hiệu quả. Phần lớn các khu trượt tuyết trên thế giới sử dụng tuyết nhân tạo nên ảnh hưởng là không nhỏ. Các khu nghỉ mát trượt tuyết cũng sẽ phải rút ngắn mùa mở cửa vì tuyết tan nhanh. Thật không quá tốt khi chúng tôi muốn khuyến khích nhiều người tham gia vào các môn thể thao mùa đông này", Wang chia sẻ.

Làm tuyết cho Thế vận hội mùa đông có khó không?

Với Wang, rõ ràng công việc mới này khó mà so sánh được với việc nghiên cứu các sông băng. Bởi mặc dù phải tiến hành các thí nghiệm ngoài trời vào mùa đông, nhưng nhóm của ông thường làm việc tại các khu nghỉ mát trượt tuyết, rất gần các thành phố và có các tiện nghi hiện đại.

Còn khi thực hiện các chuyến đi thám hiểm đến sông băng ở phía tây bắc của Trung Quốc vào mùa hè, cũng là nơi lạnh giá, ông thường đến những vùng không có người ở và chưa phát triển. Hầu hết thời gian, nhóm của Wang phải đi bộ hàng giờ trên băng, ngủ trong lều và trải qua nhiều ngày mà không có tín hiệu điện thoại.

"Vì vậy, về cơ bản thì làm việc phục vụ tuyết cho Thế vận hội mùa đông không phải là công việc khó khăn cho lắm", ông cho biết.

Điều gì khiến ông tự hào?

"Thành thật mà nói, trước khi được giao nhiệm vụ làm tuyết cho Thế vận hội, tôi chỉ đơn giản cho rằng sẽ không có trở ngại nào trong việc đăng cai Thế vận hội mùa đông, đặc biệt là xem xét về vấn đề kinh tế. Nhưng sau khi tôi bắt tay vào lĩnh vực này, tôi nhận ra rằng Trung Quốc hầu như không có bất kỳ kinh nghiệm nào, không có tài năng và cũng không có công nghệ nào để cung cấp dịch vụ tuyết cho Thế vận hội. Chúng tôi có các cơ sở đào tạo người trượt tuyết chuyên nghiệp, nhưng không có ai nghiên cứu về cách làm tuyết một cách khoa học", Wang nói thêm.

"Chúng tôi phải bắt đầu lại từ đầu. Nhưng giờ đây, tôi tự hào nói rằng chúng tôi là đội đầu tiên ở Trung Quốc nghiên cứu về cách tạo tuyết, bao gồm cả lưu trữ tuyết, cho các sự kiện thể thao. Chúng tôi đã xuất bản các bài báo khoa học đầu tiên về lĩnh vực này ở Trung Quốc và đào tạo nhóm sinh viên tốt nghiệp đầu tiên làm nghiên cứu trong lĩnh vực này."