برف مصنوعی

1. Home
2. برف مصنوعی

در قرن بیستم ورزش های زمستانی از محبوبیت ویژه ای برخوردار شده است و مردم زیادی به این ورزش ها روی آورده اند و صنعت ورزش های زمستانی از درآمد قابل توجهی برخوردار شده است.
با این وجود صاحبان پیست های اسکی با مشکل بزرگی روبرو هستند . در خط کاری آنها موفقیت به یک چیز بستگی دارد و آن آب و هوا می باشد. اگر برف نبارد آنها نیز برف نداشته و مجبور به بستن پیست می شوند.در خیلی از نقاط دنیا فصل اسکی محدود به ۱ تا۲ ماه شده است.
حل این مشکل پیدا کردن راهی برای ساختن برف می باشد. در نتیجه ابزاری درست شد به نام اسلحه برف. این ابزار حتی در زمانی که برف نیز وجود دارد کارآمد می باشد. چون با ایجاد برف اضافی بر روی برف طبیعی مدت زمان دوام برف را می توان افزایش داد. این روز ها دستگاه های تولید برف یکی از ابزار های اصلی در پیست های دنیا شده است( ایران از این رویه مستثنا می باشد!).این دستگاه ها باعث شده است که فصل اسکی افزایش یابد و حتی به یک سال نیز برسد و در پیست های سربسته فصل اسکی دائمی شده است.

نحوه شکل گیری برف در طبیعت
اولین مطلب که باید ذکر شود یکسان بودن برف طبیعی و برف تولید شده توسط دستگاه می باشد. برف تولید شده توسط دستگاه مصنوعی نمی باشد و دقیقا همانند برفی می باشد که از آسمان می بارد. تنها تفاوت آن ساخته شدن توسط دستگاه می باشد. مراحل ساخت برف توسط دستگاه کاملا با ساخت آن در طبیعت متفاوت می باشد ولی نتیجه هر دو آنها یکسان می باشد. برای اینکه بدانیم برف چگونه توسط دستگاه ساخته می شود بهتر است قبل از آن به ساخت برف در طبیعت نگاهی بیندازیم.
برف از بخارات آب در جو بوجود می آید. ابرها بر اثر سرد شدن بخارات جو تشکیل می شوند که به این نقطه نقطه تراکم می گویند.بخار آب در این نقطه دمایی از حالت بخار به مایع و جامد تبدیل می شوند. قطرات داخل ابر بسیار سبک می باشند و اگر این قطرات سنگین شوند به صورت باران فرو می ریزند.ولی اگر دمای جو به اندازه کافی سرد باشد بخار به مایع تبدیل نشده بلکه به کریستال های کوچک برف تبدیل می شوند. آب خالص در دمای انجماد یعنی ۰ درجه یخ نمی زند بلکه در دمای پایین تری یخ می زند. ولی بخار آب خالص در ابرها در دمای صفر درجه یخ می بندد که بواسطه عملکرد ذرات معلق در جو می باشد.ذرات معلق کمک به تجمع و یخ زدن مولکول های آب به دور آن می شود. ذرات معلق ذرات غبار و باکتری ها و هر ذره دیگری که در جو معلق است را شامل می شود. ذرات معلق مولکول های آب را جذب کرده که باعث افزایش انرژی آنها برای تبدیل به کریستال میشود . مولکو ل های آب به دور این ذرات تجمع کرده و تبدیل به کریستال می شود به طوری که ذرات مرکز کریستال ها را تشکیل می دهد.همانطور که این کریستال ها در ابرها حرکت می کنند مولکول های آب بیشتری به خود جذب کرده و بزرگتر می شوند و تبدیل به دانه برف می شوند.
برف ساخته دست بشر در قسمت بالا عنوان شد که دو عامل اصلی تشکیل برف آب و دمای پایین می باشد. برای ساخت برف بهتر است از ذرات معلق نیز استفاده کرد که پروسه تشکیل برف بهتر انجام شود. با این حال آب در داخل خود دارای ذرات معلق می باشد که به تشکیل برف کمک می کند. ولی برای افزایش بازده و تبدیل تمام مولکول های آب به برف از ذراتی استفاده می شود که پروتئین طبیعی به نام snow max می باشد که جاذب بسیار خوبی برای مولکول های آب می باشد.

در دستگاه های مرسوم برف ساز ذرات سرد شده آب با فشار باد مخلوط می شود. در پشت این دستگاه دو شلنگ وجود دارد که یکی به کمپرسور باد متصل می شود و دیگری به ایستگاه تغذیه آب متصل میشود.
کمپرسور باد دارای ۳ نقش می باشد.
۱٫ آب به صورت پودر در می آید به نحوی که فشار باد باعث می شود آب به ذرات ربز تبدیل شود.
۲٫ باعث ترکیب ذرات آب با هوا می شود
۳٫ باعث می شود ذرات یخ زده آب بصورت برف به هوا پرتاب شود.
و همچنین باعث می شود که غلظت ذرات معلق هوا در کمپرسور به علت فشرده شدن افزایش پیدا کند و شانس تبدیل کریستال ها بیشتر شود.

نوعی دیگر از دستگاه های برف ساز بدون کمپرسور باد می باشد. در این نوع فشار باد وجود ندارد بلکه آب از نازلی اسپری می شود و زمانیکه آب بصورت پودر در آمد در یک محفظه با دمای پایین قرار می گیرد و با فن های قوی با هوا پرتاب می شود.
در تمامی دستگاه های برف ساز دمای هوا فاکتور تعیین کننده می باشد. در صورتیکه دمای هوا به اندازه کافی پایین باشد احتیاج به سیستم سرد کننده نمی باشد. در شرایطی که دمای محیط برای تشکیل برف مناسب باشد از دکل های بلند استفاده می کنند که ذرات آب زمان مناسب برای تبدیل به برف قبل از رسیدن به زمین را پیدا کنند. از مزیت های دیگر این دکل ها جلوگیری از آسیب رسیدن به اسکی بازان و بارش برف از بالا همانند شرایط طبیعی می باشد.
شرایط تشکیل برف در دستگاه های برف ساز تولید برف در دستگاه های برف ساز به راحتی گفته شده در بالا نمی باشد بلکه باید تمامی شرایط تشکیل برف در طبیعت در این دستگاه ها رعایت شود و این دستگاه ها بدون وجود این شرایط قادر به ساخت برف نمی باشند.
یکی از فاکتور های مهم دمای محیط می باشد. دماسنج های استاندارد قادر به اندازه گیری دمای خشک هوا می باشند در صورتیکه برای تشکیل برف دمای مرطوب محیط مدنظر می باشد. دمای مرطوب شامل دمای خشک هوا نسبت به مقدار رطوبت هوا می باشد. زمانیکه آب مایع به جامد یا بخار تبدیل می شود مقدار رطوبت هوا افزایش پیدا کرده و دیگر بخار آب جدیدی تشکیل نمی شود بدین علت که رطوبت هوا اشباع شده است. تبدیل سریع آب مایع به آب جامد یا بخار با آزاد شدن انرژی همراه است که باعث سرد تر شدن دمای محیط می شود. پس رطوبت بسیار تعیین کننده می باشد و اگر رطوبت به اندازه مناسب باشد مقدار زیادی آب به بخار تبدیل شده و همچنین باعث سرد تر شدن هوا نیز می شود و حتی تشکیل برف در دمای بالا نیز امکان پذیر می شود. اگر مقدار رطوبت ۱۰۰ درصد باشد نسبت دمای خشک هوا با دمای ورطوب هوا یکسان بوده و آگر هر دوی آنها در نقطه انجماد باشند بجای تشکیل برف شاهد باران خواهیم بود.

بدین علت که هوا کاملا از بخار آب اشباع شده و عمل یخ زدن به کندی صورت می گیرد. اگر دمای ۱- درجه داشته باشیم مقدار رطوبت هوا نباید بیشتر از ۳۰ در صد باشد تا شاهد تشکیل برف باشیم. پس دستگاه های برف ساز باید تنظیم این دو فاکتور را با دقت انجام دهند. برف نیز دارای انواع مختلف می باشد . دو نوع اصلی برف خشک و برف خیس وجود دارد که هر کدام برای استفاده ای مناسب می باشد.برف خشک مقدار رطوبت کمتری دارد و بصورت پودری می باشد و برای اسکی کردن مناسب می باشد. از برف خیس که دارای مقدار رطوبت بیشتری است برای زیر سازی پیست های استفاده می شود و حجم برف را با این نوع برف افزایش می دهند(یک یا دو بار در فصل) بعد از آن مرتبا برف زیر را با لایه ای از برف خشک افزایش می دهند که شرایط اسکی مناسب بوجود آید.دستگاه های برف ساز شرایط محیطی را به طور متناوب اندازه گیری می کنند و نوع برف مناسب برای منطقه را ارزیابی می کنند و برف مورد نظر را تولید می کنند.

همانطور که می دانید شرایط محیط در یک پیست در نقاط مختلف یکسان نمی باشد . پس هر دستگاه در نقطه مخصوص به خود برف مورد نظر را می سازد. دستگاه های برف ساز به غیر از نقش اصلی در پیست ها نقش های دیگری دارند . از جمله تولید برف برای صحنه های فیلم برداری.

استفاده در کشاورزی : لایه برف مانع از فرار گرمای زمین به جو می شود و مانع یخ زدن محصو لات کشاورزی می شود.

تست هواپیما در شرایط برفی.