为什么在高原滑冰速度更快?

在长距离或特定距离的速度滑冰中,运动员会经历“极点”现象。这是指在运动过程中,内脏器官的功能惰性导致供氧不足,大量乳酸积累使血液pH值变酸,进而影响神经肌肉兴奋性,引起呼吸循环系统活动急剧增强,出现暂时性的动力定型紊乱。但在高原低氧环境下,如果运动员依靠意志力坚持并稍减慢速度,不适感会逐渐减轻,动作变得轻松,呼吸均匀,心率平稳,这种现象被称为“第二次呼吸”。对于张虹参加的1000米速度滑冰,这是一个有氧和无氧相结合的项目,高原环境对这两个供能系统的影响需要综合考量。

速度滑冰之所以在高原上容易出好成绩,核心原因在于空气阻力的大幅降低。高原地区海拔高,空气相对稀薄,这意味着空气密度较低。对于速度滑冰这种对速度要求极高的项目来说,空气阻力是运动员前进的主要敌人。当空气阻力减小时,运动员在冰面上滑行时受到的阻碍变小,从而能够滑得更快。此外,高原冰场通常水质纯净,冰面质量更高,滑感更好,这也为创造佳绩提供了物理基础。

从运动生理学和物理学的角度来看,高原环境对速度滑冰的影响是利弊并存的,但对于1000米这个项目,利大于弊。高原的低气压和低氧环境确实会影响运动员的有氧供能,导致与有氧能力相关的竞技成绩下降。然而,高原带来的低空气密度和低重力加速度显著减少了运动阻力,包括气动阻力和重力阻力。由于1000米速度滑冰速度极快,最高可达15m/s,气动阻力的影响非常显著,因此减少阻力带来的收益超过了缺氧带来的负面影响。

关于高原滑冰场的定义,通常指海拔1000米以上的滑冰场地。著名的例子包括美国盐湖城的高原室内冰场和加拿大的卡尔加里高原室内冰场,它们都属于典型的高原滑冰场。在这些地方,速滑纪录屡被打破并非偶然。气体状态方程揭示了空气密度与海拔高度的关系:海拔越高,大气压力越低,空气密度也随之降低。这种物理特性直接导致了空气阻力的减小,使得运动员在同样的体能输出下,能够获得更高的滑行速度。