Как сделать идеальный снег

Каждая снежинка казалась куда больше,
чем была на самом деле… И какая точность!
Ни единой неправильной линии!
Ах, если бы они только не таяли!
Ганс Христиан Андерсен. Снежная Королева

Сто Имен для Снега

Говорят, в языках Северной Скандинавии существует сотня слов, обозначающих снег, что вовсе не удивительно. Ибо этого «добра» зимой здесь бывает предостаточно, да и сама структура снега очень переменчива и зависима от температуры и влажности воздуха. Любители лыж хорошо знают, что снег может быть «жестким», «мягким», сырым и т. д. Иногда лыжи бегут «сами», а буквально на следующий день нужно прикладывать усилия даже для того, чтобы съехать под горку.

На современных лыжных соревнованиях судьбу медалей иногда решают десятые доли секунды. А в горнолыжном спорте счет идет уже на сотые и тысячные! И вот после того, как мы год, а то и два с нетерпением ждем международных соревнований, загодя покупаем билеты и заказываем гостиницу, организаторы в последний момент вдруг все отменяют. Поскольку Небо не «послало» в нужное место столь необходимого снега, который вместо этого опять весь выпал около вашего гаража…

Согласно данным, полученным участниками Шведского регионального проекта моделирования климата (SWECLIM), к 2010 году среднегодовая температура в Швеции повысится на 3,8° C. По расчетам, потепление в Северной Европе будет более значительным, чем в остальных регионах, что может принести любителям зимних видов спорта большие разочарования. Ожидаемое также увеличение годовой нормы осадков произойдет скорее всего за счет летних и в особенности осенних дождей. Вместе с ростом среднезимних температур это приведет к уменьшению снежного покрова и более позднему открытию лыжного сезона. Причем проблемы со снегом характерны не только для Скандинавии. Например, на горнолыжных курортах Восточной Сибири открытие лыжного сезона в 2003 году состоялось лишь в канун Нового года, а зимой 1998/99 г. – только 3 января!

Таким образом, «искусственный» снег в лыжном спорте олицетворяет стабильность и качество. Снегогенераторные системы используются тогда, когда необходим контроль над ситуацией: чтобы снег лежал там, где нужно, тогда, когда нужно, и такой, какой нужен. Следует отметить, что применение снегогенераторных систем выходит за спортивные рамки. «Искусственный» снег может использоваться при проверке противообледенительных систем самолетов, при тестировании зимних автопокрышек и даже для защиты молодых лесопосадок от морозов.

Сделать Снег – Легко?

Большинство уверено, что «сделать» снег проще простого – были бы вода и мороз. Но это лишь кажущаяся простота. Мы предлагаем тем, кто живет в холодном климате, простой и безопасный эксперимент. Возьмите распылитель воды, который обычно используется для увлажнения комнатных растений или при глажении белья. Наполните его холодной водой из водопроводного крана, выйдите на улицу в холодный (холоднее, чем минус 10°С) день и начните разбрызгивать воду повыше в воздух. Как вы думаете, что у вас получится? Большие и пушистые снежинки? Ничего подобного – маленькие блестящие… льдинки.

Почему же зимой с неба падают именно снежинки? «Секрет их производства», спрятанный высоко в облаках, заключается в постепенном нарастании микрокристаллов льда на так называемый начальный «центр конденсации» при определенных условиях. Если условия будут неподходящие, вместо снежинок выпадут твердые ледяные шарики (летний град) или то, что в России называется «крупа», то есть сравнительно плотный, гранулированный снег, характерный для поздней осени.

Что же необходимо для успешного «снегоделания»? Очевидно, вода определенной температуры, «разбрызганная» определенным образом, холодный воздух… Еще – какое-то природное «волшебство» или, по крайней мере, сложное техническое оборудование. И только тогда мы со всей уверенностью сможем возвестить: да будет Снег! И он – будет!

Заглянем в Дуло «Снежной Пушки»

А теперь – для тех любознательных, кто не убоится некоторых технических подробностей. Снегогенераторные машины, использующиеся в наше время, можно поделить на два основных типа: вентиляторные (обычно называемые «снежными пушками») и мачтовые. В России наиболее распространены генераторы первого типа. Главным узлом этих устройств, как следует из названия, является вентилятор большой мощности, создающий непрерывный поток воздуха, в который затем впрыскиваются капельки воды.

Смесь, изверженная генератором, должна провести некоторое время в воздухе, прежде чем в виде хорошо сформировавшегося снега упадет на землю. «Снежной пушке» сложно набрасывать снег «прямо под ноги», поскольку наилучший снег получается на расстоянии примерно 10–20 м от установки. Это проще делать с помощью специальных снежных мачт, которые к тому же дешевле вентиляторных пушек.

Все современные снегогенераторы снабжаются системами автоматики разной сложности (от систем защиты от перегрузок до систем полного контроля за управлением).

Делать Снег – это Искусство!

Современная система оснеживания не ограничивается только генераторами снега, расставленными вдоль горнолыжного склона или лыжни. Очевидно, что необходимо еще проложить трубы для подвода воды и электрокабель. Трубы при этом не должны промерзать даже в самый сильный мороз, поэтому они обычно вкапываются в землю (в Сибири и Центральной Швеции – на глубину не менее 50–70 см). Через определенные интервалы нужно организовать «точки подключения» снегогенераторов, включающие электрический разъем и устройство подачи воды («гидрант»).

Не нужно забывать, что даже «простой» горнолыжный склон может иметь длину более километра и перепад высот в 400–500 м. На подобном склоне потребуется расположить около десяти «точек подключения», а у подножия – водяной насос высокого давления (до 40 атмосфер) высокой производительности. Чтобы набросать достаточное количество (обычно 10–20 см) «искусственного» снега на километровый склон, 4–5 «снежных пушек» (каждая из которых потребляет до 500 л воды в минуту, что соответствует примерно одной средней ванне воды за 15 секунд), должны работать непрерывно в течение 5–7 суток. В целом производительность современных снегогенераторов потрясающа – они способны производить до 100 м³ снега в час! «Снежные пушки» с гидравлическим поворотным устройством способны покрывать снегом до 1000 м² поверхности каждая.

Оснеживание беговой лыжни отнюдь не проще. Тут, конечно, нет таких перепадов высот, как на горнолыжных склонах или трамплинах, зато длина трасс исчисляется уже десятками километров. Прокладывание столь длинных трубопроводов достаточно дорого. Именно поэтому одним из распространенных решений является установка «снежных пушек» и цистерн с водой на самоходное шасси, колесное или гусеничное. В этом случае оснеживание любой площади – только вопрос времени.

Как проверить, насколько хорош свежеизготовленный снег? Специалисты говорят, что снег для горнолыжного склона должен иметь плотность от 400 до 500 кг на м³, то есть быть в 2–2,5 раза легче льда или воды.

Измерение плотности сводится к измерению веса кусочка «снежного пирога» определенного размера, аккуратно вырезанного со склона. Есть, правда, способ и попроще. Внимательные лыжники могли заметить, что специалисты по оснеживанию (главные «снегоделы») обычно одеты в черные куртки из особого материала. Это не просто униформа, а своего рода «инструмент» для проверки качества снега. Для этого «снегодел» подходит к работающей «пушке» и подставляет руку под снежный поток на расстоянии около 15 м от выходного среза. Через 15–20 с (точные цифры – производственный секрет!) специалист отходит в сторону и стряхивает снег с рукава, болтая рукой. После чего проверяет, что же налипло на ткань. Если весь снег стряхнулся, он слишком сухой. Если весь остался – слишком влажный. Нужное качество лежит где-то посередине. И как раз здесь-то и начинается искусство «снегоделания».

Рецепт Хорошего Снега

У современных снегогенераторов есть достаточное число «степеней свободы» для подстройки и обеспечения хорошего качества снега при любой, достаточно низкой, температуре воздуха. А что делать, если внешние условия (температура воздуха, влажность) быстро меняются? Понятно, что в таком случае необходимо постоянно корректировать «настройку» генератора, чтобы качество производимого снега не снижалось. К счастью, благодаря автоматизации оператору не требуется бегать вверх-вниз по склону, чтобы перенастроить систему. Причем автоматическая настройка может осуществляться как на уровне отдельного снегогенератора, так и на уровне всей системы оснеживания в целом. Сложные системы автоматики, которые включают в себя микропроцессоры и стационарные компьютеры, а также «погодные станции» могут работать без особого вмешательства человека неделями и месяцами.

Если использовать ресторанную аналогию, рецепт хорошего «снегоделания» с использованием автоматизированной системы скорее напоминает инструкцию по эксплуатации какой-нибудь современной хлебопечки: «заложить муку, дрожжи, залить воду, нажать кнопку и ждать звонка – готово!» Конечно же ни один уважающий себя шеф-повар не позволит себе ничего подобного: все будет сделано традиционно, в «ручном режиме», с поправкой «на нюх и на взгляд». Так же и хороший «снегодел», у которого за плечами долгие годы работы, будет регулировать систему с учетом множества только ему ведомых факторов: было ли сегодня «гало» вокруг солнца, как вчера хрустел снег, какого цвета был закат, и Бог знает чего еще… Однако как хорошего повара, так и умелого «снегодела» найти нелегко, да и платить им надо астрономические суммы. Компьютерная автоматика обходится дешевле, с ней легче управляться, и она не спорит, если приходится работать сверхурочно.

Кстати, на международных соревнованиях, где тусуются «сливки» спортивного бомонда, снег готовят как раз не уникальные специалисты. Современные спортивные состязания требуют, по возможности, стандартного инвентаря и стандартных условий проведения, чтобы обеспечить равноправие для всех участников. Поэтому все чаще устроители соревнований обращаются к автоматизированным системам оснеживания даже при достаточном количестве природного снега, стандартизировать который весьма сложно.

В публикации использованы фотографии А. Коптюга и фотографии, предоставленные «АРЕКО Сноусистем»