異常気象が冬季オリンピックを脅かす：自然の降雪がなければ、冬季オリンピックの将来はどうなるのか？

執筆者: 劉芳

編集者：王 哈哈

レイアウト: 李雪偉

冬季オリンピックに欠かせない要素は何ですか?彼は愛らしいビング・ダンダンでしょうか、それとも英雄的なアスリートでしょうか?実際、冬季オリンピックの開催が成功するための前提条件は降雪です。

しかし、地球規模の気候変動の影響により、冬季オリンピックを開催するための自然条件を満たす会場は世界中で徐々に減少しています。自然の降雪がなければ、冬季オリンピックの将来はどうなるのでしょうか?

人工雪の誕生

当初、冬季オリンピックのほぼすべての競技は屋外で開催されていました。しかし、1980年代までに、アイスホッケー、フィギュアスケート、スピードスケート、カーリングなどのスポーツは屋内リンクに移行しました。屋外で行われるさまざまな競技スポーツでは、各国が自然の降雪量の不足を補うために人工降雪を利用し始めている。

実は、空一面に魔法のように雪の結晶を撒き散らす人工降雪機は映画業界で生まれたものなのです。 1934年、ワーナー・ブラザースの技術ディレクター、ルイス・ガイブはバーバンクで、3枚の回転ブレードと強力なファンで構成されたスノーマシンの最初のプロトタイプを発明しました。ブレードが 400 ポンドの雪の塊から氷を削り、強力なファンが削った氷と雪の粒子を空中に吹き飛ばします。

画像 | 1938 年、ロサンゼルス メモリアル コロシアムの人工雪マシンに氷が投入される。(出典: スミソニアン マガジン)

もともと映画のために設計されたこの夢のマシンは、アイスリンクでも温かく迎えられました。 1934 年の冬、トロント スキー クラブは同じ原理に基づいてスノーマシンを再設計しました。当時、クラブは人工雪は「本物の雪よりもはるかに優れている」と述べていた。

最初の商業用人工雪製造機は、コネチカット州のスキー会社、Tey Manufacturing Corporation によって発明されました。 1949 年の冬は降雪量が減少したため、同社のスノーボードの売上は急落した。そこで、アート・ハント、ウェイン・ピエルス、デイブ・ライスの 3 人のパートナーが協力し、ペイントスプレーコンプレッサー、ノズル、ゴムホースを使用した人工雪製造機を開発しました。 1954 年 4 月に、この人工雪製造機は米国特許第 2,676,471 号を取得しました。

近年、気候変動の影響により、冬の降雪量はますます予測不可能になってきています。タイムズ紙によると、冬季オリンピックにおける人工雪の割合は、ニューヨーク州レークプラシッドで開催された1980年冬季オリンピック以来増加している。ロシアのソチで開催された2014年冬季オリンピックでは約80％で人工雪が使用され、韓国の平昌オリンピックではその数字は90％にまで達した。今年の北京冬季オリンピックでは、競技会場のほとんどが人工雪で覆われ、人工雪製造機はイタリアのテクノアルピン社によって提供された。

図 | TechnoAlpin スノーマシン TR10 (出典: TechnoAlpin 公式サイト)

人工雪、それは受け入れられる未来なのか？

まず第一に、人工雪に必要な水は膨大です。北京オリンピック委員会は、冬季オリンピックのアルペン競技用の雪を作るには4,900万ガロンの水が必要だと見積もっている。これは裏庭のプール3,600個を満たすのに十分な量であり、約1億人の1日の飲料水に相当する。今年の冬季オリンピックでは、競技会場の約80万平方メートルを覆うために少なくとも120万立方メートルの雪が必要になる。

英国ラフバラー大学の最近の調査によると、現在、世界中のスキー場の95％が何らかの形で人工雪に依存していることが明らかになった。質の高いスキーを確保するため、スキーシーズンを延長するため、またはその両方。人工雪の製造と維持には、温度と湿度に関する一定の要件があります。湿度30%以下の条件下では、約3℃の温度で生成できます。しかし、湿度が60％を超える場合、人工雪は氷点下またはそれ以下の温度で製造する必要があります。

こうした生産条件の制限を克服するために、人工雪製造業者は水に化学添加物や生物学的添加物を加えることがよくあります。 2010年バンクーバー冬季オリンピックの主催者は、高温でも水が凍るように人工雪に殺虫剤を添加した。リゾート内の雪を長持ちさせるために、雪硬化剤を水に加えることもあります。これらの添加物は必然的に水と土壌資源に一定の環境リスクをもたらします。

物理的性質の面でも、人工雪と天然降雪の間には大きな違いがあります。物理学者のケン・リブブレヒト氏はVoxに対し、自然の降雪は、空気中の塵の粒のように核の周りに数ミクロン幅の小さな水滴として結晶化し始めると語った。雪の結晶が内側から外側に成長するのに通常約 1 時間かかり、その中心部分が周囲の空気から水蒸気を吸収して完全に対称的な六角形を形成します。機械的に作られた人工雪はすぐに凍り、大気中で自然に成長しません。したがって、自然の降雪のうち氷はわずか 5% ～ 10% で、空気は 90% ～ 95% を占めます。人工雪には約30％の氷と70％の空気が含まれており、表面は粗く硬くなっています。この特性はアスリートにとってさらなる課題をもたらす可能性があります。

図 |顕微鏡で見た天然雪（左）と人工雪（右）の違い（出典：ケネス・G・リブレヒト）

2010年のバンクーバー冬季オリンピックと2014年のソチ冬季オリンピックのデータを比較すると、アルペンスキー、フリースタイルスキー、スノーボーダーの負傷は9％増加し、完走率は5％低下した。英国ブライトン大学のダーマン、W、ブラウエットらの研究者らによる研究でも、ソチ冬季パラリンピックのアルペンスキー競技における選手の負傷率が以前に比べて6倍に増加し、この競技で約3分の1の選手が負傷したことがわかった。

これらのデータの背後には、気候と人工雪というマイナス要因があります。

気候変動が続くとしたら、冬季オリンピックはどこで開催されるのでしょうか？

近年、カナダのウォータールー大学の学者ダニエル・スコット氏が率いる科学者たちは、気候変動が冬季オリンピックに及ぼす可能性のある影響を追跡している。

過去 1 世紀にわたって、冬季オリンピック開催都市 21 ヶ所における 2 月の日中の平均気温は着実に上昇しています。 1920年代から1950年代にかけては0.4℃だったのが、1960年代から1990年代にかけては3.1℃、そして21世紀には6.3℃まで上昇します（北京冬季オリンピックの気温予測を含む）。平均気温6.3度という環境で、競技スポーツの条件を満たす氷や雪を作るのは容易なことではありません。

しかし、地球温暖化の傾向は続いています。気候変動に関する政府間パネルの第 5 次報告書では、パリ気候協定の遵守に基づき、気候変動を PCP2.6、PCR4.5、PCR6、PCR8.5 の 4 つのレベルに分類しており、RCP2.6 が最良の予測、RCP8.5 が最悪の予測となっています。

ダニエル・スコット氏らによる最新の報告書によると、低排出経路（RCP 2.6）では、冬季オリンピック開催都市21都市の2月の平均気温は今世紀半ばまでに1.9度上昇することになる。高排出経路（RCP 8.5）では、開催都市の2月の平均気温は今世紀半ばまでに2.1°C上昇します。

これは、気候変動に対処するための適切な対策が取られなければ、今世紀末までに、過去21都市のうち、再び冬季オリンピックを開催できるのは日本の札幌のみとなり、残りの都市は開催地から外れることになるということを意味する。北京は2050年までに冬季オリンピックを開催できる気候条件を備えなくなるだろう。

(出典: 滑りやすい坂道)

このような厳しい状況の中、世界中の科学者たちはより自然な雪を作り出すために懸命に取り組んでいます。一つの方法は、雲の中の水分が降る雪の結晶に変わるのを促進することを目的として、雲にヨウ化銀を撒くというものである。さらに魔法のように聞こえるもう 1 つのアプローチは、自然の結晶形成のプロセスを模倣して、実験室で雪の結晶を育てるというものです。しかし、これまでのところ、どちらの方法でも冬季オリンピックに必要な天然雪の需要を満たすことができていない。

1924年にフランスのシャモニーで第1回冬季オリンピックが開催されて以来、天候と雪の状態はオリンピックの成功を左右する重要な要素となってきました。 1984年にユーゴスラビアの主催者は「超人的な努力でも自然を征服することはできない」と書いた。

冬季オリンピック開催のため、自然の降雪量の不足を人工雪で補うのは、自然に打ち勝ったように思えるが、近い将来、平均気温がさらに2.1℃上昇したとき、私たちは氷と雪の世界で歓声を上げることができるのだろうか。人工雪は冬季オリンピックの将来に対する答えの一部となるかもしれないが、決して完全な答えではない。

参考文献:

https://edition.cnn.com/2022/02/04/weather/artificial-snow-beijing-olympics-climate/index.html

https://time.com/6146039/artificial-snow-2022-olympics-beijing/
https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/13683500.2021.2023480?src=&

https://www.sportecology.org/_files/ugd/a700be_9aa3ec697a39446eb11b8330aec19e30.pdf

https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/13683500.2018.1436161

https://www.vox.com/2022/2/10/22926270/artificial-snow-beijing-2022-olympics-climate-change

出典: アカデミックヘッドライン