美國和瑞士研究人員成功用3D建模精確模擬板狀雪崩

科技日報北京8月6日電 (實習(xí)生郭子朔）據(jù)美國科學(xué)促進會（AAAS）科技新聞共享平臺EurekAlert!近日報道，美國和瑞士研究人員成功用3D技術(shù)對板狀雪崩進行了高度精確的數(shù)字模擬，這有利于研究雪崩發(fā)生時內(nèi)部產(chǎn)生的作用及原理，并由此進行雪崩的預(yù)測、防護及風(fēng)險管理。該成果發(fā)表于《自然通訊》雜志，是雪崩相關(guān)研究的一個里程碑式突破。

板狀雪崩發(fā)生時，雪堆的頂層部分會出現(xiàn)一條清晰的線性裂縫，這通常會發(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，且通常由滑雪者或雪地徒步人員所引發(fā)，因此被視為最危險和致命的雪崩類型。

這項模擬的獨特之處在于研究團隊考慮到雪崩中積雪會先后以固體和液體的狀態(tài)運動。板狀雪崩通常會在外界作用下被引發(fā)，如滑雪者的運動，這將導(dǎo)致雪堆底部出現(xiàn)裂縫并迅速蔓延。這時，雪的運動符合固體力學(xué)原理。當(dāng)裂紋擴展時，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，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程中的關(guān)鍵參數(shù)，這些參數(shù)決定了雪崩過程中各個階段雪體的反應(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，該模擬實驗的成功不僅將加深人們對雪崩反應(yīng)的認(rèn)識，還有助于更準(zhǔn)確地預(yù)測雪崩的潛在危險和規(guī)模大小，有效推進雪險防御工作。