Nathalie Vriend是科罗拉多大学博尔德分校的热流体科学副教授。
2024年1月10日,一场雪崩席卷了太浩湖最大的滑雪场的滑雪者,150英尺宽的积雪从山坡上滑下,形成了10英尺深的雪堆。据加州奥本普莱塞县警长办公室称,一人在雪崩中死亡,另有三人获救。滑坡发生在KT-22缆车附近的陡峭地形上,该缆车当天早上刚刚开放。
在帕利塞德斯太浩这样的滑雪胜地,雪崩死亡的情况很少见,但在偏远地区,这种风险会上升。科罗拉多大学博尔德分校(University of Colorado, Boulder)研究雪崩的滑雪运动员和物理学家娜塔莉·弗里德(Nathalie Vriend)解释了雪崩开始时积雪中会发生什么。
雪崩的行为取决于积雪的结构,但这只是一个因素。雪崩需要在错误的时间出现所有错误的条件。
山坡的角度很重要。25度到40度之间的斜坡最容易发生雪崩。当然,这些也是滑雪的理想选择。如果坡度小于25度,可能会有轻微的滑倒,但雪不会加速。如果气温超过40度,雪通常不会堆积,从而消除了雪崩的风险。
那就需要一个触发点。积雪可能看起来很稳定,直到雪地摩托或滑雪者将其扰乱到足以使雪开始移动。强风或岩石坠落也可能导致雪崩。吹雪会产生风荷载,并积聚在飞檐上,形成一个悬挑,最终可能坠落,引发下面的雪崩。
山上的积雪不是统一的。因为它是随着时间的推移而积累的,所以它是最近天气状况的快照,有稳定的和脆弱的两层。
当雪落下时,它是一种蓬松的晶体结构。但当温度上升,雪开始融化,然后重新冻结,它变得更细粒。
那种颗粒状的、较冷的雪是一层较弱的雪。当新的降雪堆积在其上时,弱层中的颗粒可以剪切,为雪崩滑动创造一个表面。新积雪的重量几乎可以使整座山瞬间崩落。随着雪崩速度的加快,更多的雪和碎片被合并到雪崩中,雪崩会变得非常巨大和猛烈。
在科罗拉多大学博尔德分校的实验室里,我研究小规模的实验室雪崩。我们使用一种叫做光弹性的技术,创造出薄薄的雪崩来揭示雪崩内部发生的事情。我们用高速摄像机跟踪光弹性粒子,可以观察到粒子的弹跳和碰撞速度非常快,在千分之一秒内。
在真正的雪崩中,剧烈的碰撞会通过摩擦产生大量热量,从而导致更多的融化。当雪崩停止时,这种液体会迅速再次冻结,将积雪像混凝土一样锁在原地。雪崩时,人们会说“游到水面上”,但你可能不知道水面是上还是下。如果雪崩还在移动,颗粒没有再次凝固,你可能可以稍微移动一下,但这真的很难。
我曾实地考察过瑞士人为引发的真正的雪崩。我们当时在一个山谷里的地堡里,他们在山顶投下了炸药。利用雷达,我们可以看到雪崩向我们袭来时的内部情况。它可以轻松地以每小时110英里(每秒50米)的速度行驶。
即使雪崩很小,你也不可能轻易地跑过它。最大的危险是当雪很深的时候——你可能被埋在几英尺厚的雪下。基本上,随着雪崩速度的减慢,新的雪会不断堆积在你身上。人们报告说,这是被困在混凝土中,甚至无法移动肢体。那一定是一次非常可怕的经历。
野外滑雪者携带的工具可以增加他们的生存机会。不过,你最好的选择是你的同伴——尤其是在偏远地区,那里的急救人员需要几个小时才能到达。
你可以做一些事情。首先,携带一个收发器,它会发送一个信号来识别你的位置。当你陷入雪崩时,你是在发送信号。你的朋友可以将他们的收发器切换到“接收”模式,并尝试定位你的信标。在偏远地区,当你的朋友确定你的位置时,准备一个雪崩探测器和一把铲子也很重要:雪就像混凝土一样,很难把你救出来。
雪崩安全气囊也有帮助——詹姆斯·邦德在电影《世界不够用》中使用了一个精心设计的概念。你拉动背部的按钮,安全气囊就会把你变成一个更大的粒子。较大的颗粒往往停留在表面,使你更容易被定位。
这是一个很重要的问题,并不是说气温升高意味着降雪减少,雪崩就会减少那么简单。相反,如果山脉的温度变化更大,它们在冬季可能会有更多的融化和再冻结阶段,与历史记录相比,积雪较少。
社区成长的历史条件是可以改变的。2017年,意大利发生了一场大雪崩,摧毁了整个酒店。根据历史数据,这一地区的人们预计不会发生雪崩。
有计算机模型可以计算雪崩可能发生的地方。但是当温度、降雪和降水模式发生变化时,你可能无法真正理解雪崩等自然灾害的因果关系。
本文基于知识共享许可协议,转载自The Conversation。