全球變暖冬奧會(huì)未來(lái)將何去何從

第第頁(yè)全球變暖，冬奧會(huì)未來(lái)將何去何從？

全球變暖，冰雪消融，冬季運(yùn)動(dòng)是否隨之融化？|圖源：

導(dǎo)讀

2022年北京冬奧會(huì)賽程接近尾聲，即將在2月20日閉幕。四年之后的2026年，奧運(yùn)健兒們將相聚意大利米蘭。再四年之后，又會(huì)在哪兒呢？放眼全球，氣候變暖，冰雪正在消融，冬季運(yùn)動(dòng)的未來(lái)將會(huì)怎樣？冬奧會(huì)又將何去何從？

2022年北京冬奧會(huì)賽程接近尾聲，即將在2月20日閉幕。

在這場(chǎng)精彩絕倫的冰雪盛宴上，從一“墩”難求的冰墩墩到憨態(tài)可掬的雪容融；從“絲帶飛揚(yáng)，連通世界”的冰絲帶到蜿蜒起伏、靠山靜臥的雪如意，無(wú)不令人感到驚艷。作為歷史上首個(gè)同時(shí)舉辦夏季奧運(yùn)會(huì)與冬季奧運(yùn)會(huì)的城市，北京吸引了全世界的目光。

與此同時(shí)，北京也要回應(yīng)一些爭(zhēng)議問(wèn)題，比如，關(guān)于北京冬奧會(huì)大量使用的人工造雪，人們對(duì)此有兩個(gè)疑問(wèn)：

1.需要人工造雪的北京，是否滿(mǎn)足舉辦冬季奧運(yùn)會(huì)的氣象指標(biāo)？

2.人工造雪的弊端，是否有被充分納入考慮？

人工造雪是人們應(yīng)對(duì)不同的天氣狀況不得已而采取的技術(shù)型適應(yīng)性舉措，類(lèi)似的措施還有例如采用室內(nèi)人工滑冰場(chǎng)、使用帶內(nèi)置制冷系統(tǒng)的雪橇軌道等等。然而，由于其用水量巨大、能耗高、極大影響當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)等弊端，人工造雪受到更多質(zhì)疑。但實(shí)際上，目前國(guó)際重要賽事（尤其是冬奧會(huì)滑雪競(jìng)技項(xiàng)目）使用的幾乎都是人工造雪[1]。

在全球變暖的大環(huán)境下，未來(lái)雪場(chǎng)可能會(huì)更加依賴(lài)人工造雪、人工降雪等措施。由此也引發(fā)了另外兩個(gè)問(wèn)題：全球變暖冰雪消融，冬季運(yùn)動(dòng)是否會(huì)被影響？冬奧會(huì)又將何去何從？

1.冬奧主辦城市需要滿(mǎn)足什么氣象指標(biāo)？

首先我們來(lái)回答開(kāi)篇的第一個(gè)問(wèn)題——北京是否滿(mǎn)足舉辦冬奧會(huì)的氣象條件？

根據(jù)國(guó)際奧委會(huì)的規(guī)定，冬奧主辦城市需要達(dá)到兩個(gè)核心的氣象指標(biāo)：一是2月份平均氣溫低于0℃；二是2月份積雪深度大于30厘米[2]。其中，氣溫屬于自然條件的硬指標(biāo)，而積雪深度則更可能通過(guò)人工技術(shù)手段達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

北京冬奧會(huì)共有三個(gè)賽區(qū)，北京賽區(qū)、延慶賽區(qū)，以及張家口賽區(qū)。北京賽區(qū)地處北緯40度左右，為典型的北溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，冬季寒冷干燥，2月平均氣溫大約在零下4~6°C[3]。延慶賽區(qū)位于北京市西北部，平均海拔500米左右，山區(qū)面積為70%，受海拔與地形的影響，延慶是北京平均氣溫最低的地區(qū)，冬季平均氣溫比北京城區(qū)低5°C左右[4]，2月平均氣溫在零下10.7°C[5]。張家口賽區(qū)所在的河北張家口市崇禮縣，2月平均氣溫為零下4.7°C[5]。三個(gè)賽區(qū)均滿(mǎn)足冬奧會(huì)的溫度指標(biāo)。

延慶賽區(qū)聯(lián)合張家口賽區(qū)承辦本次冬奧會(huì)所有的雪上項(xiàng)目。歷史氣象數(shù)據(jù)顯示，延慶和崇禮縣2月的平均降水量分別為0.14和0.22毫米/天，最大積雪深度分別為3.6和5.1厘米，積雪日數(shù)分別為4.6天和13.9天左右，積雪日數(shù)不足[5]。由于滑雪場(chǎng)處于高山區(qū)，積雪深度比氣象站點(diǎn)的觀測(cè)數(shù)據(jù)大15厘米左右[6]。但是，兩個(gè)賽區(qū)還是沒(méi)有達(dá)到“積雪深度大于30厘米”的指標(biāo)，且遠(yuǎn)小于冬奧場(chǎng)館50-60厘米雪深的要求。因此，氣象學(xué)者早在2023年就預(yù)計(jì)，延慶、崇禮難以形成足夠深度的雪，并得出“可能60%-95%的賽事用雪將來(lái)自人工造雪，以應(yīng)對(duì)可能的積雪不足”的結(jié)論[5]。

總體來(lái)說(shuō)，北—張符合冬奧城市的溫度指標(biāo)，但積雪條件略顯不足，需人工造雪加以輔助。需要指出的是，氣象指標(biāo)只是奧運(yùn)會(huì)主辦城市的決定因素之一，北京冬奧會(huì)的主要目標(biāo)是讓3億人參與冬季運(yùn)動(dòng)，從而促進(jìn)全球的冬季運(yùn)動(dòng)，這也是北京聯(lián)合張家口能夠成功申辦2022年冬奧會(huì)的關(guān)鍵[1]。

2.冬奧主辦城市需要怎樣的氣象風(fēng)險(xiǎn)管理？

每屆冬奧會(huì)閉幕后，主辦方需要向國(guó)際奧委會(huì)提交一份官方總結(jié)報(bào)告，其內(nèi)容涵蓋了對(duì)舉辦奧運(yùn)會(huì)整個(gè)過(guò)程——計(jì)劃、準(zhǔn)備、舉辦以及運(yùn)營(yíng)——的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。一項(xiàng)針對(duì)自1924年至2023年冬奧會(huì)官方總結(jié)報(bào)告的統(tǒng)計(jì)研究顯示，冬季奧運(yùn)會(huì)賽事的順利舉行通常部分依賴(lài)于良好的天氣條件；而惡劣的天氣是主辦方面臨的巨大挑戰(zhàn)之一[7]。

例如，1976年因斯布魯克冬奧會(huì)報(bào)告中提到，“主辦方意識(shí)到，奇妙的天氣對(duì)于賽普拉斯山上舉辦賽事的成功起到了相當(dāng)大的作用”[8]。而2023年溫哥華冬奧會(huì)報(bào)告中則提到，“有記錄以來(lái)最暖的天氣……挑戰(zhàn)了我們準(zhǔn)備比賽場(chǎng)地的能力”[9]。

2022年北京冬奧會(huì)也受到了惡劣天氣的影響：2月13日張家口賽區(qū)迎來(lái)降雪，由于雪大、能見(jiàn)度低，賽道表面的黏稠程度受到影響，原計(jì)劃13日上午10點(diǎn)舉行的自由式滑雪女子坡面障礙技巧資格賽不得不推遲至14日進(jìn)行（本項(xiàng)目也因我國(guó)奧運(yùn)選手谷愛(ài)凌而廣受關(guān)注）。

圖1谷愛(ài)凌在個(gè)人社交平臺(tái)上發(fā)聲稱(chēng)：“糟糕，太多雪了！明天再試試吧！”|圖源：

上世紀(jì)50年代之前的冬奧會(huì)賽事往往在室外舉辦——面臨的天氣風(fēng)險(xiǎn)尤高[7]。例如，1928年瑞士圣莫里茨冬奧會(huì)遭遇了暴風(fēng)雪，許多賽事如冰球、速度滑冰和高山滑雪等都因此被推遲[10]。1932年的普萊西德湖冬奧會(huì)由于過(guò)于溫暖，冰雪場(chǎng)條件不佳，雪橇、速度滑冰等個(gè)別比賽不得不延期舉行[11]。這一階段的天氣風(fēng)險(xiǎn)管理仍停留在應(yīng)急調(diào)整階段[7]——即出現(xiàn)惡劣天氣之后再進(jìn)行調(diào)整，這種天氣風(fēng)險(xiǎn)管理明顯具有滯后性。

如何提前預(yù)見(jiàn)可能出現(xiàn)的天氣風(fēng)險(xiǎn)？上世紀(jì)40年代末，數(shù)值天氣預(yù)報(bào)之父馮·諾伊曼開(kāi)始將目光轉(zhuǎn)向計(jì)算機(jī)對(duì)天氣預(yù)報(bào)的應(yīng)用，數(shù)值天氣預(yù)報(bào)橫空出世[12]，1950年，首個(gè)24小時(shí)天氣預(yù)報(bào)產(chǎn)品誕生[13]。

1952年奧斯陸奧運(yùn)會(huì)首次嘗試通過(guò)分析歷史氣候數(shù)據(jù)（例如溫度和降水量）來(lái)確定奧運(yùn)會(huì)舉辦的最佳日期[14]。在此之后，隨著計(jì)算機(jī)的快速迭代，數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式的模擬能力逐步增強(qiáng)，精度逐步提高；與此同時(shí)，氣象觀測(cè)站數(shù)量的增加也為預(yù)報(bào)提供了良好的數(shù)據(jù)支持，從1980年普萊西德湖奧運(yùn)會(huì)開(kāi)始，天氣預(yù)報(bào)服務(wù)開(kāi)始在冬奧會(huì)中發(fā)揮著起舉足輕重的作用[15]。

2022年北京冬奧會(huì)的雪上項(xiàng)目主要在張家口舉行，由于張家口賽區(qū)海坨山以及崇禮的山勢(shì)地形復(fù)雜、天氣多變，針對(duì)該地區(qū)的天氣預(yù)報(bào)以及天氣風(fēng)險(xiǎn)管理是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。而對(duì)復(fù)雜地形進(jìn)行天氣預(yù)報(bào)目前仍是世界公認(rèn)的難題，準(zhǔn)確預(yù)報(bào)既需要高精度的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式和氣象觀測(cè)系統(tǒng)，還依賴(lài)預(yù)報(bào)員的經(jīng)驗(yàn)積累。

北京冬奧會(huì)的天氣風(fēng)險(xiǎn)管理中提到了五個(gè)重點(diǎn)：加強(qiáng)氣象觀測(cè)、短時(shí)臨近預(yù)報(bào)、中短期預(yù)報(bào)、關(guān)鍵地點(diǎn)和賽事的無(wú)縫預(yù)測(cè)和早期風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、智能氣象服務(wù)支持[16]。前文提及的2月13日北—張地區(qū)的降雪，北京冬奧組委在9天前就收到了降雪預(yù)報(bào)，并準(zhǔn)備了相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案[17]。

3.人工造雪——替代方案利弊幾何？

自上世紀(jì)60年代開(kāi)始，冬奧會(huì)逐步開(kāi)展應(yīng)對(duì)天氣風(fēng)險(xiǎn)的適應(yīng)性技術(shù)舉措，例如將冰球、花樣滑冰、以及冰壺等冰上項(xiàng)目從室外轉(zhuǎn)移至室內(nèi)，采用人工制冷冰場(chǎng)、帶內(nèi)置制冷系統(tǒng)的雪橇軌道等[7]。究其原因，一方面是人們對(duì)冰雪項(xiàng)目場(chǎng)地質(zhì)量的要求越來(lái)越高，僅依靠“老天爺賞臉”不能確保場(chǎng)地的穩(wěn)定與賽事的正常進(jìn)行，而技術(shù)的變革能夠滿(mǎn)足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的需求；另一方面也反映出人們應(yīng)對(duì)天氣風(fēng)險(xiǎn)、以及全球氣候變暖不得不做出的適應(yīng)性改變。從這個(gè)角度看，人工造雪就是一項(xiàng)十分重要的舉措。

自1980年米國(guó)普萊西德湖冬奧會(huì)首次采用人工造雪以來(lái)，在溫哥華（2023年）、索契（2023年）以及平昌（2023年）等地舉行的冬奧會(huì)均使用了人工造雪[18]。為了保證雪上項(xiàng)目的順利開(kāi)展，2022年北京冬奧會(huì)也采用了人工造雪的技術(shù)。相比于天然雪，人造雪的可控性更高，具有雪層單一、性狀穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)[19]。在經(jīng)過(guò)壓雪、平整、注水等工序之后，人造雪的物理性質(zhì)更為一致，從而保證了比賽的公平性和安全性[20]。

但人工造雪的弊端也不容小覷。首先，人工造雪需要大量的水。造雪機(jī)的原理是：將水注入一個(gè)專(zhuān)用噴嘴或噴槍?zhuān)ㄋ追Q(chēng)雪槍或雪炮），利用高壓空氣將水流打散成微小的粒子，再將這些粒子迅速冷凝結(jié)晶噴射出去，就成為人們看到的雪花。因此，水是人工造雪必不可少的原料，通常1噸水可以造1.7立方米的雪[21]。本屆北京冬奧會(huì)造雪總計(jì)劃用水39萬(wàn)噸，主要來(lái)自附近水庫(kù)以及人工蓄水池[22]。

另外，人工造雪的能耗高、價(jià)格貴，生產(chǎn)1立方米的雪大約需要3.5-4.3度電[23]。根據(jù)米國(guó)國(guó)家滑雪場(chǎng)協(xié)會(huì)2023年的統(tǒng)計(jì)報(bào)告，協(xié)會(huì)成員中有88%的滑雪場(chǎng)采用了人工造雪技術(shù)，平均每年需要多花費(fèi)50萬(wàn)美元或更多用于人造雪，占了度假村總能源成本的50%[24]。

部分科學(xué)家指出，人工造雪會(huì)給當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)造成影響。一方面，用于供給水源的人工水庫(kù)或蓄水池會(huì)給當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成影響（移民對(duì)社會(huì)環(huán)境的影響；水庫(kù)對(duì)生物多樣性的影響，尤其是對(duì)水生生物、魚(yú)類(lèi)資源；水土流失等）[25]；另一方面則是人造雪自身給生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)的影響。例如建人工雪道的“壓實(shí)”過(guò)程有可能會(huì)導(dǎo)致土壤霜凍，造成植物的機(jī)械損傷以及生長(zhǎng)發(fā)育緩慢[26]。而且人工雪比自然雪融化得更慢，對(duì)植物生長(zhǎng)的阻礙作用也更大。另外，人工雪道往往通過(guò)撒鹽來(lái)提高雪質(zhì)，而常見(jiàn)的硝酸鹽有強(qiáng)烈的施肥效果，土壤性質(zhì)以及植物物種組成的改變會(huì)影響當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境[26]。

為了盡可能減輕人造雪給環(huán)境帶來(lái)的額外負(fù)擔(dān)，本次北京冬奧會(huì)的造雪設(shè)備100%使用可再生能源[1]，并采用將雪“循環(huán)利用”的方案——雪場(chǎng)的雪消融后，通過(guò)蓄水設(shè)備將融化的雪水積蓄起來(lái)，經(jīng)過(guò)沉積、過(guò)濾等步驟后進(jìn)行再次造雪，從而實(shí)現(xiàn)雪資源的高效利用[27]。另外，雪季后期融化的雪水會(huì)有一部分重新回到蓄水池和景觀湖中，這些水將作為綠化景觀和農(nóng)業(yè)灌溉循環(huán)利用[27]。

4.全球變暖，還有哪些城市適合舉辦冬奧會(huì)？

2022年北京冬奧會(huì)給全球觀眾帶來(lái)了一場(chǎng)冰雪運(yùn)動(dòng)的盛宴，也在城市內(nèi)外掀起了一波“冰雪熱”。然而，在全球變暖的大背景下，冰雪運(yùn)動(dòng)也首先受到?jīng)_擊。

2023年的一項(xiàng)研究通過(guò)模型對(duì)27個(gè)滑雪國(guó)家的雪季長(zhǎng)度（雪季：積雪深度大于30厘米，適合滑雪的季節(jié)）和可靠滑雪區(qū)域面積（可靠滑雪區(qū)域：該滑雪區(qū)每年至少有100天的積雪深度大于30厘米[28]）進(jìn)行預(yù)測(cè)，結(jié)果表明，如果不控制溫室氣體排放，到2050年，加拿大魁北克和安大略省滑雪場(chǎng)雪季將至少縮短30%；奧地利蒂羅爾和意大利南蒂羅爾滑雪勝地的滑雪場(chǎng)面積將至少減小50%；如果沒(méi)有人工造雪的技術(shù)輔助，這兩個(gè)地區(qū)將有可能完全失去雪季[29]。

米國(guó)學(xué)者對(duì)全美境內(nèi)的247處滑雪度假村進(jìn)行預(yù)測(cè)，結(jié)果顯示到2050年所有度假村可以開(kāi)展高山滑雪的時(shí)間將縮短50%，部分度假村到2090年將縮短80%。這將每年影響百萬(wàn)至千萬(wàn)的游客，同時(shí)帶來(lái)每年上億美元的經(jīng)濟(jì)損失[29]。

瑞士學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，如果全球氣溫升高2°C，將造成瑞士境內(nèi)整體滑雪場(chǎng)地面積減少21%，瑞士東南部格勞賓登州的雪場(chǎng)雖然幾乎不受影響，但是由于人們無(wú)法前往其他雪場(chǎng)而集中于該雪場(chǎng)，大量的訪客可能損害當(dāng)?shù)丨h(huán)境和高山生態(tài)系統(tǒng)。另外，著名的汝拉山滑雪勝地，瑞士東、中、西部低海拔地區(qū)的冬季旅游業(yè)都將遭受重創(chuàng)[30]。

法國(guó)學(xué)者對(duì)法國(guó)阿爾卑斯山129個(gè)滑雪度假村不同時(shí)期（過(guò)去1986-2023年，近未來(lái)2030-2050年，本世紀(jì)末2080-2100年）的積雪可靠性進(jìn)行了研究。結(jié)果顯示，對(duì)于自然雪場(chǎng)（僅通過(guò)壓雪作業(yè)將天然雪壓實(shí)），在全球變暖低于2°C的情況下，使用人工雪（使用面積45%）有助于提高滑雪場(chǎng)的積雪可靠性；但是如果全球變暖超過(guò)3°C，滑雪場(chǎng)的積雪條件將經(jīng)常變得不可靠，而這意味著人們將更多地使用人工雪，從而導(dǎo)致更高的用水需求[32]。

圖2在溫室氣體高排放情景下（第3列上下兩張圖），2080-2023年法國(guó)境內(nèi)阿爾卑斯山脈129個(gè)滑雪場(chǎng)的自然雪場(chǎng)（上）的積雪可靠性大大降低；而人工雪場(chǎng)的積雪可靠性雖然降低，但是降低幅度沒(méi)有自然雪場(chǎng)大。在溫室氣體低排放情境下（第4列上下兩張圖，橘色虛線框），自然雪場(chǎng)（上）與人工雪場(chǎng)（下）的積雪可靠性均大于高排放情景。圖中的餅狀分布圖藍(lán)色越多代表積雪可靠性越高，灰色越多代表積雪可靠性越低。（RCP8.5代表溫室氣體高排放情景。RCP2.6代表溫室氣體低排放情景）|圖源[32]

而冬奧會(huì)呢，是否也會(huì)受到影響？

一項(xiàng)新的研究[36]對(duì)自1924年以來(lái)曾舉辦過(guò)冬奧會(huì)的21個(gè)城市根據(jù)冬奧氣象指標(biāo)進(jìn)行分析，評(píng)估其到本世紀(jì)末是否還是一個(gè)可靠的冬奧會(huì)主辦城市。結(jié)果表明，如果《巴黎協(xié)議》的排放目標(biāo)得以