南非各賽場的海拔有高有低,光高原就夠球員受了,更痛苦的是,當球員適應后,再回到海平面的環(huán)境下踢球時狀態(tài)反而會下降。南非世界杯,各國參賽隊注定要斗智斗勇斗科技。 　　
　　當西班牙、意大利、英格蘭和法國等在內的多數世界 杯參賽球隊提前幾個星期爬上阿爾卑斯山區(qū)進行高 原集訓時,墨西哥人則悠閑地享受著德國南部紐倫堡的低海拔。對于長年在墨西哥城或瓜達拉哈拉這樣海拔超過1500米的地方訓練比賽的墨西哥球員來說,南非的高原球場不僅不會給他們帶來任何不利影響,還可能是他們繼1986年墨西哥世界杯之后再次闖入八強的天賜良機。
　　2007年2月,巴西球隊的弗拉門戈前往玻利維亞踢一場南美解放者杯的比賽。他們的對手皇家波托西的主場位于海拔接近4000米的安第斯高原上。弗拉門戈隊很快就以0比2落后于對手。球員在中場休息時必須借助氧氣罐來緩解高原反應。盡管巴西人最終扳平了比分,但弗拉門戈賽后就宣布將不再在如此高海拔的地方參加比賽。
　　巴西足協為此向國際足聯抱怨,認為像安第斯高原這樣的地方根本不適合進行足球比賽。2007年5月,國際足聯以維護球員健康為由,出臺決定禁止在海拔2500米以上的國家和地區(qū)進行國際足球比賽。但是這項決定遭到玻利維亞(首都拉巴斯海拔3650米)、厄瓜多爾(首都基多海拔2850米)和哥倫比亞(首都波哥大海拔2640米)等南美高原國家的強烈反對,因為那將意味著在他們的國家級球場里再也看不到國際性比賽了。這些國家的激烈反應以及南美其他國家對他們的聲援,迫使國際足聯將這一決定的實施計劃擱置起來,等待進一步的研究。
　　南非世界杯讓高原比賽問題再次成為爭論焦點。這也是時隔24年之后,世界杯的比賽再次在遠遠高于海平面的地區(qū)舉行。南非不是喜馬拉雅山脈,也不是安第斯高原,但世界杯的九個主辦城市中還是有五個城市位于中等海拔高度,這足以對許多球隊提出挑戰(zhàn)。決賽舉辦地約翰內斯堡的海拔最高達到1800米,其他四個城市比勒陀利亞、布隆方丹、波羅瓜尼和勒斯滕堡的海拔也都在1150米至1450米之間。
　　其他三個主辦城市開普敦、德班和伊麗莎白港都在海平面的高度,另外一個主辦地內爾斯普雷特只高過海平面670米。在開普敦踢完一場比賽,幾天之后又到約翰內斯堡踢另一場比賽,這樣的行程肯定會讓很多球隊犯愁。這也是為什么很多球隊要么像巴西一樣早早來到南非的賽前訓練營,要么像西班牙一樣在阿爾卑斯山區(qū)找個地理條件相似的高原場地進行備戰(zhàn)。
　　國際足聯的首席醫(yī)療官德沃夏克(Jiri Dvorak)在接受媒體采訪時稱,球員們最少花上三到四天的時間就可以適應南非的高原環(huán)境。不過很多人對此并不認同。去年世界杯預選賽上,阿根廷在客場1比6慘敗給玻利維亞的例子足以讓各國球隊意識到先期進行高原備戰(zhàn)的重要性。
　　
　　除了高原反應,還有“平原反應”
　　
　　在南美的海拔爭議出現之后,國際足聯于2007年10月邀請了多位世界知名的醫(yī)學科學家在瑞士蘇黎世舉行了一次會議,以討論與足球有關的高原效應問題。會議代表們發(fā)現,關于足球領域的高原效應缺乏足夠的對照研究,所以他們必須從其他運動比如跑步、滑雪和登山等的研究成果中尋找可資借鑒的數據。
　　球員在高原環(huán)境下的體能表現是他們首先關注的問題。他們的結論是,海拔在500米以下,運動員的體能幾乎不會受到任何影響。海拔超過500米以后,一些負面效應如心跳加速,呼吸困難和體力下降就會變得明顯,而且會隨著海拔的不斷升高變得越來越嚴重―當然,有些人的狀況可能比其他人更糟糕一些。在海拔2000米的地方,高原病開始顯現,低氧適應是必需的。超過了3000米,體能表現就會受到巨大的沖擊。
　　高原給身體機能帶來負面影響的根源在于空氣中的氧氣含量減少,它反過來又限制了血液中的氧含量。個人體能表現的下降能夠用一種稱為最大攝氧量(VO2max,即每公斤體重每分鐘的最大氧氣吸入量)的標準來進行量化。
　　一般人的VO2max的相對值為45,運動員經過體能訓練可以達到60-70。對耐力運動員的研究表明,在海拔超過300米的情況下,高度每增加1000米,VO2max的值會降低6個百分點,同時氧氣能夠維持的時間也會減少大約14個百分點。
　　使體能下降幅度最小化的標準途徑是經歷一段時期的適應過程。國際足聯的建議為三到五天的高原適應期,盡管這不可能讓你完全恢復到在海平面高度時的體能水準。即使是長年生活在3600米海拔高度的玻利維亞球員,他們的VO2max值比生活在海平面高度的球員也要低上大約12個百分點。
　　如果是這樣的話,高原的生理效應會影響到世界杯比賽的結果嗎?或許不會那么明顯。因為南非世界杯的九個主辦城市的海拔都在2000米以下,賽事期間32支球隊中的大部分球隊都將駐扎在高海拔的地方。而那些不會住在高海拔地方的球員們也肯定會使用“缺氧艙”來作賽前準備。
　　“缺氧艙”模擬了高海拔環(huán)境下的空氣特點,通過往艙內注入人造氮氣來減少其中氧氣所占的比例。在這種類似高原的低氧狀態(tài)下,球員體內的紅血球會因為氧氣缺乏的刺激而迅速增加。這樣一來,人體向肌肉輸送氧氣的能力也隨之增強,血色素和血紅蛋白含量也有所提升,球員的耐力與競技狀態(tài)會得到顯著提高。
　　不過,對高原的適應帶來的并非都是積極的一面。一些研究人員注意到,有些已經適應了高原環(huán)境的球員在突然回到海平面高度之后,競技狀態(tài)反而會出現下滑。這種情況會讓他們在與適應了海平面環(huán)境的對手交鋒時處于不利局面。這種情況可能會影響到世界杯后期的一些比賽,因為兩場半決賽都將在海平面環(huán)境下進行,而每場比賽中的對陣雙方都將有一支球隊是在高原環(huán)境下的1/4決賽的勝利者,另一支則是在海平面環(huán)境下的晉級隊。
　　
　　更快的球
　　
　　受高海拔環(huán)境影響的并不只是體能表現。國際足聯的研究小組得出的另一個結論是,高原海拔很可能會改變足球飛行的空氣動力學,這將讓球員們措手不及。
　　造成這種情況的關鍵在于大氣密度的降低,它影響著足球在空氣中運行的速度和旋轉球體的弧度。通常情況下,海拔每升高1000米,大氣壓力(空氣密度)就會減少大約11個百分點。拋開其他的因素,約翰內斯堡的大氣壓力只相當于開普敦的81%左右。
　　溫度也會對空氣密度產生影響。在垂直方向上,氣溫每上升10攝氏度,空氣密度就會降低3個百分點。因此,開普敦的寒冷夜晚(7攝氏度)與約翰內斯堡的相對溫暖的下午(11攝氏度)在空氣密度上的差別可能超過20%。這種差別在世界杯期間是極有可能出現的。
　　為了了解這種差別在實際比賽中會意味著什么,我們來設想一次從禁區(qū)外正對球門18米的地方瞄準球門左上角的射門。如果是在海平面環(huán)境下,這腳射門完成之后,足球的飛行速度是每秒22.8米,它將在0.817秒之后越過球門線。換成高海拔環(huán)境會出現什么結果?由于阻力是與空氣密度成比例的,在海拔1700米的高度完成同樣的射門之后,球速會超過在海平面環(huán)境下的射門,足球會在0.801秒之后過界。但在0.801秒這個時刻,海平面環(huán)境下的球體實際上會落后于現在這個球體兩個直徑的距離。由于少了這段飛行距離,在高原環(huán)境下的球體下墜的時間就被縮短,足球最終將被球門橫梁給擋住。
　　在這種情況下,球員就必須了解并適應足球飛行狀況的細微變化。為了確保足球能飛入球門橫梁下沿,他們必須學習比平時瞄準得更低一些,把足球射出去的角度減小半度。防守球員也同樣需要適應。習慣了足球在海平面環(huán)境下飛行規(guī)律的守門員需要比平時更快地做出反應,否則的話就只能眼睜睜地看著足球從他們張開的手指間飛入網中。
　　再來看一個從同樣地點以不同方式完成的射門。這次的射門要繞過門前排著的防守球員人墻。這需要通過運用側旋,生成一種力量(所謂的馬格努斯力)使球體的運行軌道發(fā)生彎曲。在海平面環(huán)境下完成射門之后,足球的飛行速度是每秒20米,它會繞過防守人墻的右邊,在1.114秒之后飛入球門左上角。在約翰內斯堡,同樣一腳射門將會掠過橫梁或者擊中人墻,這是因為較低的空氣密度減少了空氣阻力和球體的旋轉效果。
　　經過適應性訓練后,球員們將學會踢在球體更低的部位,以制造更強的旋轉,使足球能繞過人墻飛入球門頂角。這樣射出去的足球會比海平面環(huán)境下的足球提前0.03秒的時間或者兩個足球直徑的距離越過球門線。如果守門員像在海平面環(huán)境下作出反應,估計他的撲救動作還沒完全展開,對方的射門就已經洞穿網底了。
　　這種理論上的可能已經說了很多。有沒有什么證據證明高海拔的確影響到了足球比賽的結果呢?牛津大學的工程師麥克謝瑞(Patrick McSharry)調查了1900至2004年間在南美洲舉行的1460場國際比賽。他發(fā)現,真正造成影響的不是海拔本身,而是海拔的變化。在綜合考慮了足球技術上的差別之后,來自高原環(huán)境的球隊在主場對陣來自海平面環(huán)境的球隊時,取勝的概率大大地增加了。反之亦然,當高原環(huán)境的球隊來到海平面環(huán)境中,他們就不太可能會贏得比賽。
　　
　　誰來主罰任意球
　　
　　這種勝負變化既可能是因為球員的體能狀況,也可能是因為足球的空氣動力特性。當然,戰(zhàn)術變化也可能起到了很大作用,球隊可能改變他們的踢球方式以彌補足球飛行方式變化帶來的影響。為了驗證這種假設,研究人員對墨西哥隊在2010年世界杯預選賽階段的八場比賽中的數據進行了研究。其中就包括了在海拔2288米的墨西哥城的阿茲臺克體育場舉行的四場主場比賽。
　　英國著名的體育數據分析公司Prozone提供的數據表明,隨著海拔的增加,墨西哥人在禁區(qū)外完成的遠射次數也在增加,同時在禁區(qū)內完成的射門次數則相應減少。這就意味著,在高海拔的情況下,教練可能要求球員更多地嘗試遠距離射門,以利用那種路線更直,速度更快的足球飛行軌道。
　　類似的戰(zhàn)術考慮也可能在南非被采用。設想一場在約翰內斯堡進行的比賽中,出現了一個距離球門18米處的直接任意球的機會。當四名防守球員排成人墻之后,進攻方的隊長和隊中兩名主要的任意球主罰球員討論主罰方式。這兩名球員中,一位是以大力直線射門著稱,而另一位則是踢弧線球的專家。隊長應該選擇誰來操刀?
　　依據物理學的原則,應該由弧線球專家來主罰。如果守門員沒有完全適應高原環(huán)境下足球的飛行軌道,弧線球射門會有更大的時間優(yōu)勢。唯一的問題在于,這樣的射門方式要求非常精確,因為在高海拔地區(qū)弧線球可允許的誤差要小得多。
　　值得一提的是,在1986年的墨西哥世界杯上,最終獲得冠軍的阿根廷隊所有場次的比賽都是在海拔2000米以上的地方進行的。而其他所有的主要競爭對手都或多或少經歷了海拔的變化。阿根廷人是否因此得益了呢?就算事實如此,同樣的情況將不會出現在南非世界杯上。因為南非各個比賽場地的海拔差異,無論哪支球隊最終奪冠,它都會在某個階段經歷從高到低,再從低到高的海拔變換過程。
　　總之,世界杯的關鍵啟示就是,各參賽球隊必須要認真考慮在高原環(huán)境下的過渡、適應和戰(zhàn)術等問題。球員們將需要適應海拔變化,尤其是這種變化對足球的飛行路線帶來的影響。懂得充分利用高海拔因素或者已經習慣從低海拔向高海拔轉變的球隊將會從中受益。
　　
　　南非的球場有多高
　　
　　皇家班佛肯體育場
　　所在城市:魯斯騰堡
　　海拔:1179米
　　容量:44530人
　　5場小組賽、第二輪
　　
　　綠點球場
　　所在城市:開普敦
　　海拔:9米
　　容量:66005人
　　5場小組賽、第二輪、1/4決賽、半決賽
　　
　　納爾遜•曼德拉海灣球場
　　所在城市:伊麗莎白港
　　海拔:20米
　　容量:46082人
　　5場小組賽、第二輪、1/4決賽、三四名
　　
　　埃利斯公園球場
　　所在城市:約翰內斯堡
　　海拔:1718米
　　容量:61639人
　　5場小組賽、第二輪、1/4決賽
　　
　　足球城球場
　　所在城市:約翰內斯堡
　　海拔:1701米
　　容量:88460人
　　5場小組賽、第二輪、1/4決賽、決賽
　　
　　洛夫托斯球場
　　所在城市:比勒陀利亞
　　海拔:1369米
　　容量:49365人
　　5場小組賽、第二輪
　　
　　彼得•莫卡巴球場
　　所在城市:波羅瓦尼
　　海拔:1289米
　　容量:45264人
　　4場小組賽
　　
　　自由州球場
　　所在城市:布隆方丹
　　海拔:1404米
　　容量:45058人
　　5場小組賽、第二輪
　　
　　摩西•馬布海達體育場
　　所在城市:德班
　　海拔:13米
　　容量:69957人
　　5場小組賽、第二輪、半決賽
　　
　　姆邦貝拉球場
　　所在城市:內爾斯普雷特
　　海拔:697米
　　容量:43589人
　　4場小組賽

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