美國(guó)和瑞士研究人員成功用3D建模精確模擬板狀雪崩

科技日?qǐng)?bào)北京8月6日電 (實(shí)習(xí)生郭子朔）據(jù)美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)（AAAS）科技新聞共享平臺(tái)EurekAlert!近日?qǐng)?bào)道，美國(guó)和瑞士研究人員成功用3D技術(shù)對(duì)板狀雪崩進(jìn)行了高度精確的數(shù)字模擬，這有利于研究雪崩發(fā)生時(shí)內(nèi)部產(chǎn)生的作用及原理，并由此進(jìn)行雪崩的預(yù)測(cè)、防護(hù)及風(fēng)險(xiǎn)管理。該成果發(fā)表于《自然通訊》雜志，是雪崩相關(guān)研究的一個(gè)里程碑式突破。

板狀雪崩發(fā)生時(shí)，雪堆的頂層部分會(huì)出現(xiàn)一條清晰的線性裂縫，這通常會(huì)發(fā)生在面積較大、雪質(zhì)松散，且覆蓋在嚴(yán)密頂層積雪下的雪層上。研究人員表示，板狀雪崩很難被預(yù)測(cè)，且通常由滑雪者或雪地徒步人員所引發(fā)，因此被視為最危險(xiǎn)和致命的雪崩類(lèi)型。

這項(xiàng)模擬的獨(dú)特之處在于研究團(tuán)隊(duì)考慮到雪崩中積雪會(huì)先后以固體和液體的狀態(tài)運(yùn)動(dòng)。板狀雪崩通常會(huì)在外界作用下被引發(fā)，如滑雪者的運(yùn)動(dòng)，這將導(dǎo)致雪堆底部出現(xiàn)裂縫并迅速蔓延。這時(shí)，雪的運(yùn)動(dòng)符合固體力學(xué)原理。當(dāng)裂紋擴(kuò)展時(shí)，雪體薄弱層的多孔結(jié)構(gòu)使其在表層雪的重壓下坍塌。由于它的質(zhì)量和斜度，固體雪從頂層向下滑動(dòng)，不斷產(chǎn)生碰撞、摩擦和分散，最終導(dǎo)致流體雪的形成。研究人員分析了該過(guò)程中的關(guān)鍵參數(shù)，這些參數(shù)決定了雪崩過(guò)程中各個(gè)階段雪體的反應(yīng)和狀態(tài)，從而成功模擬出多孔底層的坍塌。

研究人員表示，該模擬實(shí)驗(yàn)的成功不僅將加深人們對(duì)雪崩反應(yīng)的認(rèn)識(shí)，還有助于更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)雪崩的潛在危險(xiǎn)和規(guī)模大小，有效推進(jìn)雪險(xiǎn)防御工作。