Войти
Производство снега в зоне катания на верблюдах, США. Создание снега - это производство снега путем нагнетания воды и сжатого воздуха через «снежную пушку », также известную как «снежная пушка ». Оснежение в основном используется на горнолыжных курортах как дополнение к естественному снегу. Это позволяет горнолыжным курортам повысить надежность снежного покрова и продлить лыжный сезон с поздней осени до ранней весны. На закрытых лыжных склонах используется искусственный снег. Как правило, они могут делать это круглый год, так как у них климат-контроль.
Использование снежных машин становится все более распространенным, поскольку меняющиеся погодные условия и растущая популярность закрытых горнолыжных курортов создают спрос на снег сверх того, который дается природой. Снежные машины решили проблему нехватки снега; Однако искусственное производство снега связано со значительными экологическими и культурными издержками.
Согласно Европейскому агентству по окружающей среде, продолжительность снежных сезонов в северном полушарии сокращалась на пять дней каждое десятилетие с 1970-х годов, что увеличивало спрос на производство искусственного снега. Некоторые горнолыжные курорты используют искусственный снег, чтобы продлить лыжный сезон и усилить естественный снегопад; однако есть курорты, которые почти полностью полагаются на производство искусственного снега. Искусственный снег широко использовался на Зимних Олимпийских играх 2014 в Сочи и Зимних Олимпийских играх 2018 в Пхенчхане, чтобы дополнить естественный снегопад и обеспечить наилучшие условия для соревнований.
Производство снега требует низких температур. Пороговая температура для оснежения увеличивается с понижением влажности. Температура по влажному термометру используется в качестве метрики, поскольку в ней учитываются температура воздуха и относительная влажность. Температура термобаллона всегда ниже температуры наружного воздуха. Чем влажнее воздух, тем меньше влаги он может впитать. Чем выше влажность воздуха, тем холоднее должно быть, чтобы маленькие капельки воды превратились в кристаллы снега.
Примеры Цельсия
Примеры по Фаренгейту
. Для запуска системы оснежения требуется температура по влажному термометру -2,5 ° C / 27,5 ° F. Если влажность воздуха очень низкая, этот уровень может быть достигнут при температуре немного выше 0 ° C / 32 ° F, но если влажность воздуха высокая, требуются более низкие температуры. Температуры около точки замерзания называются пограничными температурами или предельными температурами. Если температура влажного термометра упадет, можно будет производить больше снега быстрее и эффективнее.
Производство снега - относительно дорогостоящий процесс с точки зрения энергопотребления, что ограничивает его использование.
В 1934 году технический директор Warner Bros. Луис Гейб вызвал холодную и влажную метель на солнечном заднем участке в Бербанке. Его изобретение - первая известная машина для производства снега - состояло из трех вращающихся лопастей, которые стряхивали лед с 400-фунтовой глыбы, и мощного вентилятора, который выдувал образовавшиеся частицы в воздух. Низкотехнологичный предшественник водокристаллических снежных пушек, которые используются каждую зиму примерно на 90 процентах горнолыжных курортов страны, машина Гейба идеально подходила для крупных планов и, как узнали дети-актеры из фильма, для стрельбы снежками, хотя они быстро исчезли. под жарким светом Голливуда. Инновация Гейба также стала хитом за кадром, так как растущая лыжная индустрия, которая иногда возила снег на большие мероприятия, начала экспериментировать с той же технологией. Зимой 1934 года Лыжный клуб Торонто переоборудовал ледоруб с местного катка, когда Мать-Природа не предоставила прикрытие для запланированных соревнований.
Арт Хант, Дэйв Ричи и Уэйн Пирс изобрели ледоруб. снежная пушка в 1950 году, но позже получила патент. В 1952 году Grossinger's Catskill Resort Hotel стал первым в мире, где использовался искусственный снег. Снежное производство стало широко использоваться в начале 1970-х годов. Многие горнолыжные курорты сильно зависят от искусственного оснежения.
Снежное производство стало более эффективным с увеличением сложности. Традиционно качество оснежения зависело от навыков оператора техники. Компьютерное управление дополняет этот навык с большей точностью, так что снежная пушка работает только тогда, когда оснежение оптимально. IDE разработала всепогодные снегогенераторы.
График зависимости температуры воздуха от относительной влажности: если условия ниже кривой, можно сделать снег. Основные соображения при производстве снега повышают эффективность использования воды и энергии и увеличивают экологическое окно, в котором может образовываться снег.
Снежным установкам требуются водяные насосы, а иногда воздушные компрессоры при использовании фурм, которые одновременно очень большие и дорогие. Энергия, необходимая для создания искусственного снега, составляет около 0,6–0,7 кВт ч / м³ для фурм и 1-2 кВт ч / м³ для пушек с вентилятором. Плотность искусственного снега составляет от 400 до 500 кг / м³, а расход воды для производства снега примерно равен этому числу.
Снежное создание начинается с водоснабжения, например реки или резервуар. Вода подается по трубопроводу на гору с помощью очень больших электронасосов в насосной станции. Эта вода распределяется через сложную серию клапанов и труб на любые трассы, требующие оснежения. Многие курорты также добавляют зародышеобразователь , чтобы как можно больше воды замерзло и превратилось в снег. Эти продукты представляют собой органические или неорганические материалы, которые способствуют формированию молекулами воды надлежащей формы для их замораживания в кристаллы льда. Продукты нетоксичны и биоразлагаемы.
Комбинация насосной и воздушной установки Следующим шагом в процессе оснежения является добавление воздуха с помощью воздушной установки. Этот завод часто представляет собой здание, в котором установлены электрические или дизельные промышленные воздушные компрессоры размером с фургон или грузовик. Однако в некоторых случаях сжатие воздуха обеспечивается с помощью дизельных переносных компрессоров, устанавливаемых на прицепе, которые могут быть добавлены к системе. Многие снежные пушки вентиляторного типа имеют бортовые электрические воздушные компрессоры, что обеспечивает более дешевую и компактную работу. В зоне катания могут быть необходимые мощные водяные насосы, но не воздушный насос. Бортовые компрессоры дешевле и проще, чем отдельная насосная станция. Воздух обычно охлаждается, а лишняя влага удаляется перед тем, как отправить его с завода. Некоторые системы даже охлаждают воду, прежде чем она попадет в систему. Это улучшает процесс оснежения, поскольку чем меньше тепла в воздухе и воде, тем меньше тепла должно рассеиваться в атмосферу, чтобы вода замерзла. От этой установки воздух поднимается по отдельному трубопроводу по тому же пути, что и водопровод.
Воду иногда смешивают с ina (активные в отношении нуклеации во льду) белками из бактерии Pseudomonas syringae. Эти белки служат в качестве эффективных ядер для инициирования образования кристаллов льда при относительно высоких температурах, так что капли превращаются в лед перед падением на землю. Сама бактерия использует эти ina-белки, чтобы повредить растения.
Схема трубопроводов Трубы, идущие по тропам, оборудованы укрытиями с гидрантами, электроэнергией и, необязательно, смонтированными линиями связи. В то время как убежища для пушек требуют только воды, электроэнергии и, возможно, связи, укрытиям копья обычно также нужны гидранты. Гибридные укрытия позволяют максимально гибко подключать снегоуборочные машины любого типа, так как в них есть все необходимое. Типичное расстояние для укрытий для копий составляет 100–150 футов (30–46 м), для пушек с вентилятором - 250–300 футов (76–91 м). От этих гидрантов 1 ⁄ 2 "–2" шланги высокого давления подсоединяются аналогично пожарным шлангам с кулачковыми замками к снегоуборочной машине.
Инфраструктура для искусственного оснежения может оказывать негативное воздействие на окружающую среду, изменяя уровень грунтовых вод возле водохранилищ и содержание минеральных и питательных веществ в почве под самим снегом.
Вид сзади снежная пушка в Австрии, демонстрирующая мощный вентилятор 
Снегоуборочная машина в Смиггин-Хоулз, Новый Южный Уэльс, Австралия 
Снежная пушка полной мощности в Северном центре, Канмор, Альберта, Канада Есть много видов снежных пушек; Однако все они разделяют основной принцип соединения воздуха и воды для образования снега. Для большинства ружей тип или «качество» снега можно изменить, регулируя количество воды в смеси. Для других вода и воздух просто включены или выключены, а качество снега определяется температурой и влажностью воздуха.
В целом существует три типа пушек для оснежения: внутренние смесительные, внешние и веерные. Они бывают двух основных стилей производителей: пневматические пистолеты и водяные пистолеты.
Пневматический водяной пистолет может быть установлен на башне или на подставке на земле. Он использует воду и воздух под более высоким давлением, в то время как вентиляторный пистолет использует мощный осевой вентилятор для продвижения струи воды на большое расстояние.
Современный снежный вентилятор обычно состоит из одного или нескольких колец сопел, которые впрыскивают воду в воздушный поток вентилятора. В отдельную форсунку или небольшую группу форсунок подается смесь воды и сжатого воздуха, которая определяет точки зарождения кристаллов снега. Затем мелкие капельки воды и крошечные кристаллы льда смешиваются и выталкиваются мощным вентилятором, после чего они дополнительно охлаждаются за счет испарения в окружающем воздухе по мере падения на землю. Кристаллы льда действуют как семена, заставляя капли воды замерзать при 0 ° C (32 ° F ). Без этих кристаллов вода была бы переохлаждена вместо замерзания. Этот метод позволяет производить снег, если температура воздуха по влажному термометру достигает -1 ° C (30,2 ° F). Чем ниже температура воздуха, тем больше и лучше снега может сделать пушка. Это одна из основных причин, по которой снежные пушки обычно работают ночью. Качество смешивания водяных и воздушных потоков и их относительное давление имеют решающее значение для количества сделанного снега и его качества.
Современные снежные пушки полностью компьютеризированы и могут работать автономно или управляться дистанционно из центрального пункта. К рабочим параметрам относятся: время пуска и остановки, качество снега, максимальная температура по влажному термометру, при которой можно работать, максимальная скорость ветра, горизонтальная и вертикальная ориентация и угол обзора (для покрытия более широкой или узкой области). Угол поворота и площадь могут соответствовать направлению ветра.
Снежные копья, используемые на предприятии Flottsbro в Стокгольме Существуют меньшие версии снежных машин, которые можно найти на горнолыжных курортах, в уменьшенном масштабе, чтобы убежать бытовой воздух и водоснабжение. Домашние снеговики получают воду из садового шланга или от мойки высокого давления, которая производит больше снега в час. Также есть планы на создание снежных машин своими руками из сантехники и специальных насадок.
Объемы выпадения снега домашними снегогенераторами зависят от смеси воздуха и воды, температуры, колебаний ветра, производительности насоса, водоснабжения, подачи воздуха и других факторов. Использование бытового распылителя не сработает, если температура не будет значительно ниже точки замерзания воды.
Snowfactory в Ленцерхайде, Швейцария Snowfactory - это генератор снега, который также можно использовать при высоких температурах. Snowfactory особенно подходит для использования в лыжных регионах. Многие центры северных стран расположены в долинах, что особенно затрудняет оснежение в начале сезона. Snowfactory производит 220 м³ снега каждый день при температуре намного выше нуля и без добавления химикатов. Снег производится с помощью инновационной технологии охлаждения. Эффективный теплообменник охлаждает воду до точки замерзания. Холодильный контур остается замкнутым и позволяет производить снег при любой наружной температуре. Snowfactory производится итальянским производителем TechnoAlpin.
Горнолыжный курорт, который компенсировал малый снегопад искусственным снегом. К лыжному сезону 2009-2010 гг. По оценкам, около 88% горнолыжных курортов, входящих в Национальную ассоциацию горнолыжных курортов, использовали искусственный снег в дополнение к естественному снегопаду. С 1985 года средние совокупные температуры в континентальной части Соединенных Штатов в период с ноября по февраль постоянно были выше средних температур за эти месяцы, измеренные между 1901 и 2000 годами. См. Рисунок 1. Такая тенденция как ограничивает, так и поощряет использование искусственного снега.. Повышение температуры приведет к большему таянию снега и уменьшению количества снегопадов, что вынудит горнолыжные курорты в большей степени зависеть от использования искусственного снега. Однако, когда температура приближается к 43 ° F, оснежение становится невозможным с учетом нынешних технологий. Изображение справа, Фото 1, демонстрирует использование искусственного снега в дополнение к естественному снегопаду. Белая полоса, спускающаяся с горы, - это горнолыжный склон, который был открыт благодаря широкому использованию технологии оснежения.
Рис. 1. Средние зимние температуры для смежных Соединенных Штатов По мере того, как использование искусственного снега становится все более распространенным и эффективным, застройщики могут стремиться к строительству новых или расширению существующих горнолыжных курортов, как это было в случае с Горнолыжный курорт Аризона Сноубоул. Такие действия могут вызвать значительную вырубку лесов, утрату хрупких и редких экосистем и культурное сопротивление. Высокие затраты, связанные с производством искусственного снега, служат препятствием для его использования. Было подсчитано, что в 2008 году покупка снежной пушки и развитие необходимой инфраструктуры стоила около 131 000 долларов США. В целом, около 61 миллиона долларов США было инвестировано в технологии искусственного оснежения во Французских Альпах, 1005 долларов США в Австрии и 415 долларов США в Швейцарии. Более того, 50% затрат на электроэнергию на среднем американском горнолыжном курорте приходится на производство искусственного снега.
Рисунок 2. Модели тенденций в доходах горнолыжных и сноубордических курортов Снегоуборочные машины позволяют горнолыжным курортам продлить сезон и поддерживать бизнес в периоды слабых снегопадов. С изменением климатических тенденций снегопад становится все более непредсказуемым, что ставит под угрозу экономический успех горнолыжных курортов. В период с 2008 по 2013 год американские горнолыжные курорты и сноубордические курорты получили годовой доход около 3 миллиардов долларов США. Такой высокий уровень доходов увеличивает спрос на предсказуемое и достаточное количество снежного покрова, чего можно достичь с помощью методов искусственного оснежения. Хотя экономическая выгода от горнолыжных курортов в последние годы составляла около 3 миллиардов долларов США (см. Рисунок 2), дополнительная экономическая ценность зимнего туризма в Соединенных Штатах оценивается примерно в 12,2 миллиарда долларов США в год. Эти дополнительные преимущества проявляются в виде расходов в отелях, ресторанах, заправочных станциях и других местных предприятиях. Кроме того, зимний туризм поддерживает около 211 900 рабочих мест в Соединенных Штатах, что составляет в общей сложности около 7 миллиардов долларов США, выплачиваемых в виде пособий и заработной платы, 1,4 миллиарда долларов США, выплачиваемых в виде государственных и местных налогов, и 1,7 миллиарда долларов США, выплачиваемых в виде федеральных налогов. Экономическая выгода от зимних видов спорта велика, но при этом хрупка. Подсчитано, что в годы меньшего количества снегопадов экономическая активность сокращается примерно на 1 млрд долларов США.
Реализация и Использование технологий искусственного оснежения требует реализации крупных инфраструктурных проектов. Эти проекты приводят к серьезным нарушениям местных экосистем. Важнейшим инфраструктурным проектом, связанным с использованием технологии искусственного оснежения, является горное водохранилище. Многие горные водохранилища представляют собой насыпные дамбы, питающие подземные водопроводы, и представляют значительный риск для безопасности близлежащего населения и экосистем. В дополнение к опасностям, создаваемым обычными водохранилищами и плотинами, горные водохранилища подвержены множеству опасностей, характерных для гор. К таким опасностям относятся лавины, быстрые потоки и оползни. Примерно 20% горных водохранилищ построены на участках, подверженных сходу лавин, а около 50% подвержены очень высоким опасностям. Кроме того, горные водоемы очень быстро вытесняют воду, вызывая массивные наводнения и значительно угрожая общественной безопасности. Серьезность этих опасностей возрастает из-за их потенциального воздействия на нижние слои населения и собственность.
Снежным машинам обычно требуется от 3 000 до 4 000 кубических метров воды на гектар покрытого склона. Соответственно, для производства одного кубического метра снега требуется около 106 галлонов воды, а машины для производства снега используют около 107 галлонов воды в минуту. Значительное количество этой воды теряется из-за испарения и, следовательно, не возвращается на уровень грунтовых вод. Кроме того, для производства одного кубического метра снега требуется от 3,5 до 4,3 кВтч энергии, однако это количество может достигать 14 кВтч или всего 1 кВтч на кубический метр снега. На производство снега приходится примерно 50% затрат на электроэнергию на среднем американском горнолыжном курорте, что составляет около 500 000 долларов.
Горнолыжные курорты часто используют минерализованную воду для производства искусственный снег, который отрицательно сказывается на окружающих экосистемах и грунтовых водах. Горные водоемы часто наполнены высокоминерализованной водой, и сток из этих водоемов влияет на минеральный и химический состав грунтовых вод, что, в свою очередь, загрязняет питьевую воду. Кроме того, горные водоемы не позволяют воде просачиваться обратно в землю, поэтому вода возвращается на уровень грунтовых вод только через сток.
В результате изменения погодных условий оснежение стало важной отраслью из-за нехватки естественного снега. Производство искусственного снега направлено на поддержание стабильного уровня полезности для потребителей и производителей, однако оно создает значительные экологические угрозы, которые могут способствовать сохранению проблемы, которая в первую очередь привела к увеличению спроса на искусственный снег.
EPA прогнозирует повышение температуры на 0,5–8,6 ° F во всем мире с вероятным увеличением на 2,7 ° F к 2100 году и средним повышением температуры в США. между 3 ° F и 12 ° F к 2100 году. Кроме того, ученые прогнозируют, что снежный покров в северном полушарии сократится на 15% к концу века при одновременном сокращении снежного покрова и сокращении снежных сезонов. Эти прогнозируемые изменения температуры и характера снегопадов побудят горнолыжные курорты в большей степени полагаться на искусственный снег, который использует значительное количество воды и электроэнергии. В результате горнолыжные курорты будут и дальше способствовать производству парниковых газов и проблеме нехватки воды.
Помимо долгосрочного воздействия на окружающую среду производство искусственного снега создает непосредственные экологические проблемы. Искусственный снег тает на две-три недели дольше, чем натуральный. Таким образом, использование искусственного снега создает новые угрозы и проблемы для местной флоры и фауны. Кроме того, высокое содержание минералов и питательных веществ в воде, используемой для производства искусственного снега, изменяет состав почвы, что, в свою очередь, влияет на то, какие растения способны расти.
В дополнение к прямые эффекты производства искусственного снега, методы оснежения приводят к различным вторичным эффектам.
Положительные внешние эффекты, возникающие в результате производства искусственного снега, включают: положительное влияние на местную экономику, повышение возможностей пожаротушения, расширение возможностей для физической активности и улучшение условий конкуренции. Резервуары и трубопроводы, которые построены для транспортировки воды на горнолыжные курорты, увеличивают количество воды, доступной пожарным в случае лесного пожара. Кроме того, производство искусственного снега позволяет горнолыжным курортам продлить срок их работы, тем самым увеличивая возможности для людей заниматься физическими упражнениями на открытом воздухе. Наконец, состав снега, производимого с помощью снежных пушек, отличается от состава природного снега и, как таковой, обеспечивает улучшенные условия для соревнований по зимним видам спорта.
Наиболее заметные отрицательные внешние эффекты, возникающие в результате оснежение негативно сказывается на окружающей среде. Однако, помимо воздействия на окружающую среду, производство искусственного снега приводит к значительным негативным культурным и социальным внешним воздействиям. Такие внешние эффекты включают вопросы, касающиеся землепользования и прав на землю. Многие горнолыжные курорты сдают в аренду горы и склоны у Лесной службы США, что поднимает вопросы о том, как можно и нужно использовать землю, и кто должен быть арбитром в определении подходящего использования.
Конкретным примером негативного культурного внешнего воздействия является спор вокруг использования искусственного снега на Arizona Snowbowl, горнолыжном курорте в Северной Аризоне. Аризона Сноубоул расположена на вершинах Сан-Франциско, которые являются одним из самых священных мест для различных индейских племен в районе Четырех Углов, включая навахо. В 2004 году компания Arizona Snowbowl арендовала свои склоны у Лесной службы США и хотела построить новые горнолыжные трассы и увеличить производство искусственного снега. Предлагаемый проект будет включать расчистку примерно 74 акров леса, использование очищенной воды для производства искусственного снега, строительство пруда для сбора очищенной воды площадью три акра и установку подземного трубопровода. Группа истцов, состоящая из представителей шести индейских племен и различных других организаций, подала иск против Лесной службы США и Arizona Snowbowl. Истцы утверждали, что осуществление такого проекта значительно изменит и нанесет ущерб культурной и духовной природе горы. В 2009 году этот юридический вызов в конечном итоге потерпел неудачу.
На шведском языке фраза «снежная пушка» (Snökanon ) используется для обозначения озера- эффект снега погодное явление. Например, если Балтийское море еще не замерзло в январе, холодные ветры из Сибири могут привести к значительному снегопаду.
 | Викискладе есть материалы, связанные с Снежная пушка. |
