Ядерная зима

Ядерное оружие
Фон
История Военное дело Дизайн Тестирование Доставка Урожай Эффекты и оцененное megadeaths от взрыва Зима Рабочие Этика Арсеналы Гонка вооружений Шпионаж Распространение Разоружение Терроризм Оппозиция
Ядерные государства
ДНЯО признано США Россия объединенное Королевство Франция Китай Другие Индия Израиль  (необъявленный) Пакистан Северная Корея Бывшая Южная Африка Беларусь Казахстан Украина
v т е

Ядерная зима - это серьезный и продолжительный глобальный климатический охлаждающий эффект, который, как предполагается ^{[1] [2],} возникает после широко распространенных огненных бурь, последовавших за крупномасштабной ядерной войной . ^[3] Гипотеза основана на том факте, что такие пожары могут привести к попаданию сажи в стратосферу , где она может блокировать попадание прямых солнечных лучей на поверхность Земли. Предполагается, что вызванное этим похолодание приведет к повсеместному неурожаю и голоду . ^{[4] [5]}При разработке компьютерных моделей сценариев ядерной зимы исследователи используют обычную бомбардировку Гамбурга и огненную бурю в Хиросиме во время Второй мировой войны в качестве примеров случаев, когда сажа могла попасть в стратосферу ^[6], наряду с современными наблюдениями за природными крупными объектами. территория лесных пожаров -пожаров. ^{[3] [7] [8]}

Общие [ править ]

«Ядерная зима» , или , как это было первоначально называют, «ядерной сумерки» стали рассматриваться в качестве научной концепции в 1980 - е годы, после того как стало ясно , что ранее гипотеза, что шаровая молния , генерируемые NOx выбросы будут опустошать озоновый слой , был теряя доверие. Именно в этом контексте климатические эффекты сажи от пожаров стали новым центром климатических эффектов ядерной войны. ^{[9] [10]} В этих модельных сценариях предполагалось, что различные облака сажи, содержащие неопределенное количество сажи, образуются над городами, нефтеперерабатывающими заводами и другими ракетными шахтами в сельской местности . После того, как исследователи определят количество сажи, климатические эффекты этих облаков сажи моделируются.^[11] Термин «ядерная зима» был неологизмом, введенным в 1983 году Ричардом П. Турко в отношении одномерной компьютерной модели, созданной для исследования идеи «ядерных сумерек». Эта модель прогнозировала, что огромное количество сажи и дыма будет оставаться в воздухе в течение нескольких лет, вызывая серьезное падение температуры по всей планете. Позднее Турко дистанцировался от этих крайних выводов. ^[12]

После провала прогнозов о последствиях нефтяных пожаров в Кувейте в 1991 году, которые были сделаны основной группой климатологов, отстаивающих эту гипотезу, прошло более десяти лет без каких-либо новых опубликованных работ по этой теме. Совсем недавно та же команда выдающихся моделистов 80-х годов снова начала публиковать результаты компьютерных моделей. Эти новые модели дают те же общие выводы, что и их старые, а именно, что возгорание 100 огненных бурь, каждая из которых сопоставима по интенсивности с тем, что наблюдалось в Хиросиме в 1945 году, может вызвать «небольшую» ядерную зиму. ^{[13] [14]} Эти огненные бури могут привести к попаданию сажи (в частности, черного углерода ) в стратосферу Земли, что приведет кантипарниковый эффект , снижающий температуру поверхности Земли . Серьезность этого похолодания в модели Алана Робока предполагает, что совокупные продукты 100 этих огненных бурь могут охладить глобальный климат примерно на 1 ° C (1,8 ° F), в значительной степени устраняя масштабы антропогенного глобального потепления на следующие примерно два или три года. годы. Робок не моделировал это, но предположил, что это приведет к глобальным потерям в сельском хозяйстве . ^[15]

Поскольку ядерные устройства не обязательно должны быть взорваны, чтобы зажечь огненную бурю, термин «ядерная зима» употребляется неправильно. ^[16] В большинстве статей, опубликованных по данной теме, утверждается, что без качественного обоснования ядерные взрывы являются причиной смоделированных эффектов огненной бури. Единственное явление, которое моделируется компьютером в статьях о ядерной зиме, - это вызывающий климат агент огненный шторм - сажа, продукт, который можно воспламенить и образовать множеством способов. ^[16] Хотя это редко обсуждается, сторонники гипотезы заявляют, что тот же эффект «ядерной зимы» возник бы, если бы было зажжено 100 обычных огненных бурь. ^[17]

Гораздо большее количество огненных бурь, исчисляемое тысячами, ^{[ неудавшаяся проверка ]} было первоначальным предположением разработчиков компьютерных моделей, которые придумали этот термин в 1980-х годах. Предполагалось, что это возможный результат любого крупномасштабного применения противодействующего авиационного ядерного оружия во время американо-советской тотальной войны . Это большее количество огненных бурь, которые сами по себе не моделируются ^[11]представлены как вызывающие ядерную зиму в результате дыма, вводимого в различные климатические модели, при этом глубина сильного похолодания сохраняется на протяжении десятилетия. В течение этого периода летние перепады средней температуры могут достигать 20 ° C (36 ° F) в основных сельскохозяйственных регионах США, Европы и Китая и до 35 ° C (63 ° F) в России. ^[18] Это охлаждение будет происходить из-за уменьшения на 99% естественной солнечной радиации, достигающей поверхности планеты в первые несколько лет, постепенно уменьшаясь в течение нескольких десятилетий. ^{[19] [ ненадежный источник? ]}

На фундаментальном уровне, с тех пор как появились фотографические свидетельства высоких облаков ^[20], было известно, что огненные бури могут выбрасывать сажу / аэрозоли в стратосферу, но долговечность этого множества аэрозолей была главным неизвестным. Независимо от группы, продолжающей публиковать теоретические модели ядерной зимы, в 2006 году Майк Фромм из Лаборатории военно-морских исследований экспериментально обнаружил, что каждое естественное возникновение массивной огненной бури, намного большей, чем наблюдаемая в Хиросиме, может привести к незначительным «ядерным» явлениям. зимние »эффекты с кратковременным, примерно в течение одного месяца, почти неизмеримым падением температуры поверхности, ограниченным полушарием, в котором они сгорели.^{[21] [22] [23]} Это в некоторой степени аналогично частым извержениям вулканов, которые вводят сульфаты в стратосферу и тем самым производят незначительные, даже незначительные, вулканические эффекты зимой .

Набор спутниковых и авиационных приборов для мониторинга сажи и сажи находится на переднем крае попыток точно определить срок службы, количество, высоту впрыска и оптические свойства этого дыма. ^{[24] [25] [26] [27] [28]} Информация обо всех этих свойствах необходима для точного определения продолжительности и силы охлаждающего эффекта огненных штормов, независимо от проекций компьютерной модели ядерной зимы. ^{[ кем? ]}

В настоящее время, судя по данным спутникового слежения, аэрозоли стратосферного дыма рассеиваются примерно за два месяца. ^[26] Остается определить наличие переломного момента в новые стратосферные условия, когда аэрозоли не будут удалены в течение этого периода времени. ^[26]

Механизм [ править ]

Сценарий ядерной зимы предполагает, что 100 или более городских огненных бурь ^{[29] [30]} воспламеняются ядерными взрывами , ^[31] и что огненные бури поднимают большое количество сажистого дыма в верхнюю тропосферу и нижнюю стратосферу за счет движения, предлагаемого пирокумуло-дождевым облаком. облака, которые образуются во время огненной бури. На высоте 10–15 километров (6–9 миль) над поверхностью Земли поглощение солнечного света может дополнительно нагревать сажу в дыме, частично или полностью поднимая ее в стратосферу., где дым может сохраняться годами, если его не вымывает дождь. Этот аэрозоль из частиц может нагреть стратосферу и помешать части солнечного света достичь поверхности, в результате чего температура поверхности резко упадет. В этом сценарии это предсказано ^{[ кем? ],} что температура приземного воздуха будет такой же или более низкой, чем зима в данном регионе в течение нескольких месяцев или лет подряд.

Смоделированный стабильный инверсионный слой горячей сажи между тропосферой и высокой стратосферой, который производит анти-парниковый эффект, был назван Стивеном Шнайдером и др. «Дымосферой» . в своей статье 1988 года. ^{[32] [2] [33]}

Хотя в климатических моделях принято рассматривать городские огненные бури, они не обязательно должны быть воспламенены ядерными устройствами; ^[16] более традиционные источники воспламенения могут вместо этого быть искрой огненных бурь. До ранее упомянутого эффекта солнечного нагрева высота впрыска сажи контролировалась скоростью высвобождения энергии из топлива огненной бури, а не размером первоначального ядерного взрыва. ^[30] Например, грибовидное облако от бомбы, сброшенной на Хиросиму, достигло высоты шести километров (средняя тропосфера) за несколько минут, а затем рассеялось из-за ветра, в то время как отдельные пожары в городе заняли почти три часа, чтобы превратиться в огненная буря и образование пирокучевых облаковоблако, облако, которое, как предполагается, достигло высот в верхних слоях тропосферы, поскольку за несколько часов горения огненная буря высвободила примерно в 1000 раз больше энергии, чем бомба. ^[34]

Поскольку зажигательные эффекты ядерного взрыва не имеют каких-либо особенно характерных черт, ^[35] по оценкам специалистов, имеющих опыт стратегических бомбардировок , поскольку город был опасен огненным ураганом, такая же свирепость пожара и повреждения зданий, нанесенные в Хиросиме одним 16 -kiloton атомной бомбы из одного B-29 бомбардировщика могли быть произведены вместо того, чтобы с помощью обычного использования около 1,2 кт от зажигательных бомб из 220 B-29 , распределенных по всему городу. ^{[35] [36] [37]}

В то время как огненные бури в Дрездене и Хиросиме и массовые пожары в Токио и Нагасаки произошли всего за несколько месяцев в 1945 году, более интенсивная и обычно освещенная гамбургская огненная буря произошла в 1943 году. утверждают, что эти пять пожаров потенциально создали на пять процентов больше дыма в стратосфере, чем гипотетические 100 ядерных пожаров, обсуждаемых в современных моделях. ^[38]Хотя считается, что смоделированные эффекты охлаждения климата от массы сажи, введенной в стратосферу 100 огненными бурями (от одного до пяти тераграмм), можно было бы обнаружить с помощью технических инструментов во время Второй мировой войны, пять процентов из них было бы невозможно обнаружить. наблюдайте в то время. ^[17]

Шкала времени удаления аэрозолей [ править ]

Точные сроки того, как долго этот дым остается, и, следовательно, насколько серьезно этот дым влияет на климат, когда он достигает стратосферы, зависит как от химических, так и от физических процессов удаления. ^[11]

Наиболее важный механизм физического удаления является « rainout », как во время «пожара управляемого конвективной фаз колонны», которая производит « черный дождь » недалеко от места пожара, и rainout после конвективного султан «s рассеивание, где дым больше не концентрированное и, следовательно, «влажное удаление» считается очень эффективным. ^[39] Тем не менее, эти эффективные механизмы удаления в тропосфере избегаются в исследовании Robock 2007, где моделируется солнечное нагревание для быстрого подъема сажи в стратосферу, «обезвреживания» или отделения более темных частиц сажи от более белой воды огненных облаков. конденсация . ^[40]

После того, как в стратосфере, что физические механизмы удаления , влияющие на шкалу времени проживания частиц сажи являются , как быстро аэрозоль сажи сталкивается и коагулирует с другими частицами через броуновское движение , ^{[11] [41] [42]} и выпадает из атмосферы с помощью силы тяжести с приводом сухого осаждения , ^[42] , и время, необходимое для «форетическую эффекта» для перемещения скоагулированных частиц до более низкого уровня в атмосфере. ^[11] Будь то коагуляция или форетический эффект, как только аэрозоль частиц дыма достигает этого более низкого атмосферного уровня, может начаться засев облаков , что приведет к выпадению осадковдля вымывания дымового аэрозоля из атмосферы с помощью механизма мокрого осаждения .

Эти химические процессы , которые влияют на удаление зависят от способности атмосферной химии , чтобы окислить в углеродистый компонент дыма, с помощью реакции с окислительных видов , таких как озон и оксиды азота , оба из которых находятся на всех уровнях атмосферы, ^{[43 ] [44]} и которые также возникают в более высоких концентрациях, когда воздух нагревается до высоких температур.

Исторические данные о времени нахождения аэрозолей, хотя и другой смеси аэрозолей , в данном случае аэрозолей стратосферной серы и вулканического пепла от извержений мегавулканов , по-видимому, относятся к временному масштабу от одного до двух лет ^[45], однако аэрозоль – атмосфера взаимодействия все еще плохо изучены. ^{[46] [47]}

Свойства сажи [ править ]

Сажистые аэрозоли могут иметь широкий спектр свойств, а также сложные формы, что затрудняет определение их изменяющегося значения оптической толщины в атмосфере . Считается, что условия, присутствующие во время образования сажи, значительно важны с точки зрения их конечных свойств, при этом сажа, образующаяся в более эффективном спектре эффективности горения, считается почти «элементарной углеродной сажей », в то время как на более неэффективном конце спектра горения. , присутствует большее количество частично сгоревшего / окисленного топлива. Эти частично сгоревшие «органические вещества», как их называют, часто образуют шарики смолы и коричневый углерод во время обычных лесных пожаров меньшей интенсивности, а также могут покрывать более чистые частицы черного углерода.^{[48] [49] [50]} Однако, поскольку наибольшее значение имеет сажа, которую нагнетают на самые большие высоты в результате пироконвекции огненной бури - пожара, подпитываемого штормовыми ветрами воздуха - считается, что Большая часть сажи в этих условиях представляет собой более окисленный черный углерод. ^[51]

Последствия [ править ]

Климатические эффекты [ править ]

Исследование, представленное на ежегодном собрании Американского геофизического союза в декабре 2006 года, показало, что даже небольшая региональная ядерная война может нарушить глобальный климат на десятилетие или более. В сценарии регионального ядерного конфликта, когда две противостоящие страны в субтропиках будут использовать по 50 ядерных боеприпасов размером с Хиросиму (около 15 килотонн каждое) в крупных населенных пунктах, исследователи оценили выбросы до пяти миллионов тонн сажи, что производят охлаждение в несколько градусов на больших территориях Северной Америки и Евразии, включая большинство регионов, выращивающих зерновые. Похолодание продлится годами и, согласно исследованиям, может быть «катастрофическим». ^{[56] [19]}

Истощение озонового слоя [ править ]

Ядерные взрывы производят большое количество оксидов азота , разрушая окружающий их воздух. Затем они поднимаются вверх за счет тепловой конвекции. Когда они достигают стратосферы, эти оксиды азота способны каталитически разрушать озон, присутствующий в этой части атмосферы. Истощение озонового слоя позволит гораздо большей интенсивности вредного ультрафиолетового излучения солнца достичь земли. ^[57] Исследование Майкла Дж. Миллса и др., Опубликованное в 2008 году в Proceedings of the National Academy of Sciences , показало, что обмен ядерным оружием между Пакистаном и Индией с использованием их нынешних арсеналов может создать почти глобальную озоновую дыру., вызывая проблемы со здоровьем человека и наносящие ущерб окружающей среде, по крайней мере, на десятилетие. ^[58] Компьютерное моделирующее исследование рассматривало ядерную войну между двумя странами, в которой участвовало по 50 ядерных устройств размером с Хиросиму с каждой стороны, вызывая массивные городские пожары и поднимая до пяти миллионов метрических тонн сажи на расстояние около 50 миль (80 км). в стратосферу . Сажа поглотит достаточно солнечной радиации, чтобы нагреть окружающие газы, увеличивая разрушение стратосферного озонового слоя, защищающего Землю от вредного ультрафиолетового излучения, с потерей до 70% озона в северных высоких широтах.

Ядерное лето [ править ]

«Ядерное лето» - это гипотетический сценарий, в котором после того, как ядерная зима, вызванная попаданием в атмосферу аэрозолей , которые не позволили бы солнечному свету достигать более низких уровней или поверхности, ^[59] стихла, возникает парниковый эффект из-за углекислого газа. высвобождается в результате горения, а метан выделяется при распаде органических веществ и метана из мертвых органических веществ и трупов, замерзших во время ядерной зимы. ^{[59] [60]}

Другой, более последовательный гипотетический сценарий, после оседания большей части аэрозолей в течение 1-3 лет, охлаждающий эффект будет преодолен тепловым эффектом от парникового потепления , что приведет к быстрому повышению температуры поверхности на много градусов, что достаточно, чтобы вызвать смерть. о большей части, если не большей части жизни, пережившей похолодание, большая часть которой более уязвима к температурам выше нормы, чем к температурам ниже нормы. Ядерные взрывы высвободят CO ₂ и другие парниковые газы от горения, а затем еще больше будет высвобождено при распаде мертвого органического вещества. Взрывы также внесут оксиды азота в стратосферу, которые затем разрушат озоновый слой вокруг Земли.^[59] Этот слой экранирует ультрафиолетовое излучение C от Солнца , которое наносит генетический ущерб формам жизни на поверхности. По мере повышения температуры количество воды в атмосфере будет увеличиваться, вызывая дальнейшее парниковое потепление поверхности, и если оно повысится достаточно, это может вызвать сублимациюотложений клатрата метана на морском дне, высвобождая огромное количество метана , парниковых газов в атмосферу, возможно, достаточно, чтобы вызвать стремительное изменение климата . ^{[ необходима цитата ]}

Существуют и другие более простые гипотетические версии гипотезы о том, что ядерная зима может уступить место ядерному лету. Высокие температуры ядерных огненных шаров могут разрушить озоновый газ средней стратосферы. ^[61]

История [ править ]

Ранние работы [ править ]

В 1952 году, за несколько недель до испытания бомбы Айви Майк (10,4 мегатонны ) на острове Элугелаб , возникли опасения, что аэрозоли, поднятые взрывом, могут охладить Землю. Майор Норайр Луледжян, ВВС США , и астроном Натараджан Висванатан изучали эту возможность, сообщая о своих выводах в книге «Влияние супероружия на климат мира» , распространение которой строго контролировалось. Этот отчет описан в отчете Агентства по уменьшению угрозы обороны за 2013 год как первоначальное исследование концепции «ядерной зимы». Это указывало на отсутствие заметных шансов на изменение климата, вызванное взрывом. ^[68]

Последствия гражданской обороны многочисленных поверхностных очередей высокоурожайных водородная бомба взрыва на Тихом океане испытательных полигон острова , такие как те Ivy Mike в 1952 и замке Браво (15 Мта) в 1954 году были описаны в докладе 1957 года Последствия ядерного оружия , под редакцией Сэмюэля Гласстона . В разделе этой книги, озаглавленном «Ядерные бомбы и погода», говорится: «Пыль, поднятая в результате сильных вулканических извержений , таких как извержение вулкана Кракатау.в 1883 году, как известно, вызывает заметное уменьшение количества солнечного света, достигающего Земли ... Количество [почвенного или другого поверхностного] мусора, остающегося в атмосфере после взрыва даже самого большого ядерного оружия, вероятно, не превышает одного процента или около того из того, что было вызвано извержением Кракатау. Кроме того, записи солнечной радиации показывают, что ни один из ядерных взрывов на сегодняшний день не привел к заметным изменениям в прямом солнечном свете, зафиксированном на земле » ^[69] . Бюро погоды США в 1956 году сочло возможным, что достаточно крупная ядерная война с Поверхностные детонации мегатонного диапазона могут поднять достаточно почвы, чтобы вызвать новый ледниковый период . ^[70]

В меморандуме корпорации RAND 1966 года «Влияние ядерной войны на погоду и климат», подготовленном Э.С. Баттеном, при анализе в первую очередь потенциальных эффектов пыли от наземных взрывов ^[71] отмечается, что «помимо воздействия обломков, обширные пожары, возникшие из-за ядерные взрывы могут изменить характеристики поверхности в этом районе и изменить местные погодные условия ... однако необходимо более глубокое знание атмосферы, чтобы определить их точный характер, степень и величину ". ^[72]

В книге Национального исследовательского совета США (NRC) « Долгосрочные глобальные последствия множественных взрывов ядерного оружия», опубликованной в 1975 году, говорится, что ядерная война с участием 4000 Мт из существующих арсеналов , вероятно, приведет к гораздо меньшему накоплению пыли в стратосфере, чем Кракатау. извержение, полагая, что эффект пыли и оксидов азота, вероятно, будет небольшим климатическим похолоданием, которое «вероятно, находится в пределах нормальной глобальной климатической изменчивости, но нельзя исключать возможность климатических изменений более драматического характера». ^{[62] [73] [74]}

В отчете 1985 года «Влияние на атмосферу крупного ядерного обмена» Комитет по атмосферным эффектам ядерных взрывов утверждает, что «правдоподобная» оценка количества стратосферной пыли, введенной после поверхностного взрыва в 1 Мт, составляет 0,3 тераграмма. что 8 процентов будет в диапазоне микрометра . ^[75] Потенциальное охлаждение из-за почвенной пыли было снова рассмотрено в 1992 году в отчете Национальной академии наук США (NAS) ^[76] по геоинженерии , в котором было подсчитано, что около 10 ¹⁰ кг (10 тераграмм) стратосферной внесенной почвенной пыли с зерно в виде частицразмеры от 0,1 до 1 микрометра потребуются для смягчения потепления от удвоения концентрации углекислого газа в атмосфере , то есть для обеспечения охлаждения на ~ 2 ° C. ^[77]

В 1969 году Пол Крутцен обнаружил, что оксиды азота (NOx) могут быть эффективным катализатором разрушения озонового слоя / стратосферного озона . После исследований потенциального воздействия NOx, образующегося при нагревании двигателя в стратосферных сверхзвуковых транспортных самолетах (SST) в 1970-х годах, в 1974 году Джон Хэмпсон предположил в журнале Nature, что из-за создания атмосферных NOx ядерными огненными шарами , полностью масштабный обмен ядерными ударами может привести к истощению озонового щита и, возможно, подвергнуть Землю воздействию ультрафиолетового излучения в течение года или более. ^{[73] [78]} В 1975 году гипотеза Хэмпсона "привела непосредственно" ^[10]в Национальном исследовательском совете США отчетности (СРН) на моделях разрушения озона после ядерной войны в книге Многолетний во всем мире эффектах многократной ядерного оружия Детонации . ^[73]

В разделе этой книги NRC 1975 г., относящемся к проблеме выбросов NOx и потере озонового слоя, создаваемых огненным шаром, NRC представляет модельные расчеты с начала до середины 1970-х гг. По последствиям ядерной войны с использованием большого количества многокомпонентных ядер. - взрывы с мощностью мегатонн, из которых был сделан вывод о том, что это может снизить уровень озона на 50 процентов или более в северном полушарии. ^{[79] [62]}

Независимо от компьютерных моделей, представленных в работах NRC 1975 года, статья 1973 года в журнале Nature описывает уровни стратосферного озона во всем мире, наложенные на количество ядерных взрывов в эпоху атмосферных испытаний. Авторы приходят к выводу, что ни данные, ни их модели не показывают какой-либо корреляции между приблизительно 500 Мт в исторических атмосферных испытаниях и увеличением или уменьшением концентрации озона. ^[80] В 1976 году исследование экспериментальных измерений более раннего атмосферного ядерного испытания, затронувшего озоновый слой, также показало, что ядерные взрывы восстанавливают истощение озона после первых тревожных модельных расчетов того времени. ^[81]Аналогичным образом, в статье 1981 года было обнаружено, что модели разрушения озона, полученные в результате одного испытания, и проведенные физические измерения расходились, поскольку разрушения не наблюдалось. ^[82]

Всего около 500 Мт было взорвано в атмосфере между 1945 и 1971 годами ^[83], достигнув максимума в 1961-62 годах, когда Соединенные Штаты и Советский Союз взорвали в атмосфере 340 Мт. ^[84] Во время этого пика, при взрывах многомегатонного диапазона в серии ядерных испытаний двух стран, при исключительном рассмотрении, была выделена общая мощность, оцененная в 300 Мт энергии. Из-за этого 3 × 10 ³⁴ дополнительных молекулы оксида азота (около 5000 тонн на тонну , 5 × 10 ⁹ граммов на мегатонну) ^{[80] [85]}считается, что они проникли в стратосферу, и хотя разрушение озона на 2,2 процента было отмечено в 1963 году, снижение началось до 1961 года и, как полагают, было вызвано другими метеорологическими эффектами . ^[80]

В 1982 году журналист Джонатан Шелл в своей популярной и влиятельной книге «Судьба Земли» представил публике веру в то, что NOx, генерируемый огненным шаром, разрушит озоновый слой до такой степени, что посевы погибнут из-за солнечного УФ-излучения, и затем аналогичным образом описал судьбу. Земли, поскольку растения и водные животные вымирают. В том же 1982 году австралийский физик Брайан Мартин , который часто переписывался с Джоном Хэмпсоном, который в значительной степени отвечал за исследования образования NOx, ^[10]написал краткий исторический обзор истории интереса к эффектам прямых выбросов NOx, генерируемых ядерными огненными шарами, и при этом также изложил другие неосновные точки зрения Хэмпсона, особенно те, которые касаются большего разрушения озона в результате взрыва в верхних слоях атмосферы как фактора результат любой широко применяемой противоракетной системы ( ПРО-1 Галош ). ^[86] Однако Мартин в конечном итоге заключает, что «маловероятно, что в контексте крупной ядерной войны» деградация озона будет вызывать серьезную озабоченность. Мартин описывает взгляды на потенциальную потерю озона и, следовательно, увеличение ультрафиолетового излучения, ведущее к повсеместному уничтожению посевов, как отстаивает Джонатан Шелл в «Судьбе Земли»., что крайне маловероятно. ^[62]

Более поздние отчеты об удельном потенциале разрушения озонового слоя видами NOx намного меньше, чем предполагалось ранее на основе упрощенных расчетов, поскольку, по словам Роберта П. Парсона, ежегодно образуется «около 1,2 миллиона тонн» естественных и антропогенных стратосферных NOx. в 1990-е гг. ^[87]

Научная фантастика [ править ]

Первое опубликованное предположение о том, что похолодание климата могло быть следствием ядерной войны, по-видимому, было первоначально выдвинуто Полом Андерсоном и Ф. Н. Уолдропом в их послевоенном рассказе «Дети завтрашнего дня» в мартовском номере журнала Astounding за 1947 год. Научно-фантастический журнал. История, в первую очередь о команде ученых выслеживая мутант , ^[88] предупреждает о « фимбулвинтере » , вызванной пылью , которая блокировала солнечный свет после недавней ядерной войны и предположила , что это может даже вызвать новый ледниковый период. ^{[89] [90]} Андерсон опубликовал роман, частично основанный на этой истории, в 1961 году, назвав его « Сумеречный мир» . ^[90]Точно так же в 1985 году Т.Г. Парсонс отметил, что рассказ «Факел» К. Анвила, который также появился в журнале «Astounding Science Fiction », но в апрельском выпуске 1957 г., содержит суть «Сумерек в полдень» / «ядерной зимы». "гипотеза. По сюжету ядерная боеголовка воспламеняет нефтяное месторождение, а образовавшаяся сажа «экранирует часть солнечного излучения», что приводит к арктическим температурам для большей части населения Северной Америки и Советского Союза. ^[11]

1980-е [ править ]

Публикация лаборатории геофизики ВВС 1988 г. «Оценка глобальных атмосферных эффектов крупной ядерной войны», подготовленная HS Muench и др., Содержит хронологию и обзор основных отчетов о гипотезе ядерной зимы за 1983–1986 гг. В целом эти отчеты приходят к аналогичным выводам, поскольку они основаны на «одних и тех же предположениях, тех же исходных данных», с лишь незначительными различиями кода модели. Они пропускают этапы моделирования, связанные с оценкой возможности возгорания и начальных огненных шлейфов, и вместо этого начинают процесс моделирования с «пространственно однородного облака сажи», попавшего в атмосферу. ^[11]

Хотя это никогда открыто не признается многопрофильной командой, создавшей самую популярную модель TTAPS 1980-х годов, в 2011 году Американский институт физики заявил, что команда TTAPS (названная в честь ее участников, которые все ранее работали над феноменом пылевых бурь на Марсе). , или в области событий, связанных со столкновением с астероидом : Ричард П. Турко , Оуэн Тун , Томас П. Акерман, Джеймс Б. Поллак и Карл Саган ) объявление своих результатов в 1983 году «преследовало явную цель содействия международному контролю над вооружениями». ^[91]Однако «компьютерные модели были настолько упрощены, а данные о дыме и других аэрозолях оставались настолько скудными, что ученые ничего не могли сказать наверняка». ^[91]

В 1981 году Уильям Дж. Моран начал дискуссии и исследования в Национальном исследовательском совете (NRC) по воздушным эффектам почвы / пыли при большом обмене ядерными боеголовками, увидев возможную параллель в пыльных эффектах войны с последствиями войны. Граница КТ, созданная астероидом, и ее популярный анализ годом ранее Луисом Альваресом в 1980 году. ^[92] Исследовательская группа NRC по этой теме собиралась в декабре 1981 и апреле 1982 года в рамках подготовки к выпуску доклада NRC « Влияние на атмосферу атмосферы». Major Nuclear Exchange , опубликовано в 1985 г. ^[73]

В рамках исследования образования окисляющих веществ , таких как NOx и озон, в тропосфере после ядерной войны ^[9], начатого в 1980 году журналом AMBIO Шведской королевской академии наук , Полом Дж. Крутценом и Джоном Бирксом. начал подготовку к публикации в 1982 г. расчетов воздействия ядерной войны на стратосферный озон с использованием последних моделей того времени. Однако они обнаружили, что отчасти в результате тенденции к более многочисленным, но менее мощным ядерным боеголовкам субмегатонного диапазона (что стало возможным благодаря непрекращающимся маршам по увеличению точности боеголовок МБР / вероятности круговой ошибки ), опасность для озонового слоя была «не очень значительный ". ^[10]

Столкнувшись с этими результатами, они «случайно» натолкнулись на идею, как «запоздалую мысль» ^[9] о ядерных взрывах, зажигающих повсюду массивные пожары, и, что особенно важно, дым от этих обычных пожаров затем продолжает поглощать солнечный свет, вызывая температура поверхности резко упала. ^[10] В начале 1982 года они распространили черновой вариант документа с первыми предложениями об изменениях краткосрочного климата в результате пожаров, предположительно возникших после ядерной войны. ^[73] Позже в том же году специальный выпуск Ambio, посвященный возможным экологическим последствиям ядерной войны Крутценом и Бирксом, был назван «Сумерки в полдень» и в значительной степени предвосхитил гипотезу ядерной зимы. ^[93]В документе рассматривались пожары и их климатические последствия, а также обсуждались твердые частицы от крупных пожаров, оксид азота, разрушение озонового слоя и влияние ядерных сумерек на сельское хозяйство. Расчеты Крутцена и Биркса показали, что частицы дыма, выбрасываемые в атмосферу в результате пожаров в городах, лесах и нефтяных месторождениях, могут препятствовать попаданию на поверхность Земли до 99 процентов солнечного света. По их словам, эта тьма может существовать «до тех пор, пока горит огонь», что предполагалось на много недель, с такими эффектами, как: «Обычная динамическая и температурная структура атмосферы ... значительно изменится в течение длительного периода. часть северного полушария, что, вероятно, приведет к важным изменениям температуры поверхности земли и ветровых систем ». ^[93]Результатом их работы было то, что успешное обезглавливание ядерного оружия могло иметь серьезные климатические последствия для преступника.

После прочтения бумаги Н.П. Бочков и Е. И. Чазов , ^[94] опубликованы в том же издании Амбио , который нес Крутцева и Birks в газету «Сумерки в полдень», советский атмосферная ученый Георгий Голицын применил свое исследование на Марс пыльных бурь копоти в земной Атмосфера. Использование этих влиятельных моделей марсианской пыльной бури в исследованиях ядерной зимы началось в 1971 году ^[95], когда советский космический корабль Марс 2 прибыл на красную планету и наблюдал глобальное пылевое облако. Орбитальные инструменты вместе с Марс-3 1971 годаСпускаемый аппарат определил, что температуры на поверхности красной планеты были значительно ниже, чем температуры на вершине пылевого облака. После этих наблюдений Голицын получил две телеграммы от астронома Карла Сагана , в которых Саган просил Голицына «изучить понимание и оценку этого явления». Голицын вспоминает, что примерно в это время он «предложил теорию ^{[ какую? ],} Чтобы объяснить, как может образовываться марсианская пыль и как она может достигать глобальных масштабов». ^[95]

В том же году Александр Гинзбург ^[96] сотрудник института Голицына разработал модель пыльных бурь для описания явления похолодания на Марсе. Голицын почувствовал, что его модель будет применима к саже после того, как он прочитал в 1982 году шведский журнал, посвященный последствиям гипотетической ядерной войны между СССР и США. ^[95] Голицын использовал бы в значительной степени неизмененную модель пылевого облака Гинзбурга с сажей, принятой в качестве аэрозоля в модели вместо почвенной пыли, и аналогично полученным результатам при вычислении охлаждения пылевого облака в марсианской атмосфере. планета наверху будет нагрета, а планета внизу резко остынет. Голицын сообщил о своем намерении опубликовать эту марсианскую модель Земли, аналогичную модели Земли, Андропову.спровоцировал Комитет советских ученых в защиту мира от ядерной угрозы в мае 1983 года, организацию, заместителем председателя которой позже будет назначен Голицын. ^[97] Создание этого комитета было сделано с выраженного одобрения советского руководства с намерением «расширить контролируемые контакты с западными активистами « замораживания ядерного оружия » ». ^[98] Получив одобрение этих комитетов, в сентябре 1983 года Голицын опубликовал первую компьютерную модель зарождающегося эффекта «ядерной зимы» в широко читаемом Вестнике Российской академии наук . ^[99]

31 октября 1982 г. модель и результаты Голицына и Гинзбурга были представлены на конференции «Мир после ядерной войны», состоявшейся в Вашингтоне, округ Колумбия ^[96]

И Голицын ^[100], и Саган ^[101] интересовались похолоданием пылевых бурь на планете Марс в годы, предшествовавшие их сосредоточению на «ядерной зиме». Саган также работал над проектом A119 в 1950–1960-х годах, в котором он попытался смоделировать движение и долговечность шлейфа лунного грунта.

После публикации «Сумерки в полдень» в 1982 году ^[102] команда TTAPS заявила, что они начали процесс проведения одномерного компьютерного моделирования, исследующего атмосферные последствия ядерной войны / сажи в стратосфере, хотя они не публиковать статью в журнале Science до конца декабря 1983 года. ^[103] Фраза «ядерная зима» была придумана компанией Turco незадолго до публикации. ^[104] В этой ранней работе TTAPS использовала основанные на допущениях оценки общих выбросов дыма и пыли, которые могут возникнуть в результате крупного ядерного обмена, и вместе с этим начала анализ последующего воздействия на радиационный баланс атмосферы.и температурная структура в результате такого количества предполагаемого дыма. Для расчета эффектов пыли и дыма они использовали одномерную модель микрофизики / переноса излучения нижней атмосферы Земли (вплоть до мезопаузы), которая определяла только вертикальные характеристики глобального климатического возмущения.

Однако интерес к экологическим последствиям ядерной войны в Советском Союзе продолжился после сентябрьской статьи Голицына, где Владимир Александров и Г.И. Стенчиков также опубликовали в декабре 1983 года статью о климатических последствиях, хотя в отличие от современной статьи TTAPS, это статья была основана на имитационном моделировании с трехмерной моделью глобальной циркуляции. ^[54] (Два года спустя Александров исчез при загадочных обстоятельствах). Ричард Турко и Старли Л. Томпсон критически относились к советским исследованиям. Turco назвал его «примитивным», а Томпсон сказал, что он использовал устаревшие модели компьютеров США. ^[102]Позже они отказались от этой критики и вместо этого приветствовали новаторскую работу Александрова, заявив, что советская модель разделяла слабости всех остальных. ^[11]

В 1984 г. Всемирная метеорологическая организация (ВМО) поручила Голицыну и Н. А. Филлипсу провести обзор состояния науки. Они обнаружили, что исследования обычно предполагали сценарий, при котором будет использована половина мирового ядерного оружия, ~ 5000 Мт, разрушится около 1000 городов и будет образовано большое количество углеродистого дыма - 1–2 × 10 ¹⁴  г, что наиболее вероятно, с диапазоном 0,2–6,4 × 10 ¹⁴  г (NAS; предполагается TTAPS2,25 × 10 ¹⁴ ). Образующийся дым будет в значительной степени непрозрачным для солнечного излучения, но прозрачным для инфракрасного излучения, таким образом, охлаждая Землю, блокируя солнечный свет, но не создавая потепления за счет усиления парникового эффекта. Оптическая глубина дыма может быть намного больше единицы. Лесные пожары, вызванные целями за пределами городов, могут еще больше увеличить производство аэрозолей. Пыль от приповерхностных взрывов против закаленных целей также вносит свой вклад; каждый взрыв в мегатонном эквиваленте может вызвать выброс до пяти миллионов тонн пыли, но большинство из них быстро выпадет; высокогорная пыль оценивается в 0,1–1 миллион тонн на мегатонный эквивалент взрыва. Сжигание сырой нефти также может внести существенный вклад. ^[105]

Одномерные радиационно-конвективные модели, использованные в этих ^{[ какие? ]} исследования дали ряд результатов: охлаждение до 15–42 ° C в период от 14 до 35 дней после войны, с «исходным уровнем» около 20 ° C. Несколько более сложные расчеты с использованием трехмерных ГКМ дали аналогичные результаты: падение температуры примерно на 20 ° C, хотя и с региональными вариациями. ^[106]

Все ^{[ какие? ]} расчеты показывают сильное нагревание (до 80 ° C) в верхней части дымового слоя на расстоянии около 10 км (6,2 мили); это означает существенное изменение циркуляции там и возможность переноса облака в низкие широты и южное полушарие.

1990 [ править ]

В статье 1990 года, озаглавленной «Климат и дым: оценка ядерной зимы», TTAPS дал более подробное описание краткосрочных и долгосрочных атмосферных эффектов ядерной войны с использованием трехмерной модели: ^[12]

Первые один-три месяца:

• 10–25% введенной сажи немедленно удаляется осадками, а остальная часть переносится по земному шару в течение одной-двух недель.
• Цифры ОБЪЕМА для закачки дыма в июле:
  • Падение на 22 ° C в средних широтах
  • Падение 10 ° C во влажном климате
  • 75% уменьшение количества осадков в средних широтах
  • Снижение уровня освещенности от 0% в низких широтах до 90% в районах с высокой задымленностью
• ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ для закачки зимнего дыма:
  • Температура падает от 3 до 4 ° C.

По прошествии одного-трех лет:

• 25–40% впрыскиваемого дыма стабилизируется в атмосфере (NCAR). Дым стабилизируется примерно на год.
• Температура земли на несколько градусов ниже нормы
• Температура поверхности океана от 2 до 6 ° C
• Разрушение озона на 50% приводит к увеличению УФ-излучения на поверхность на 200%.

Кувейтские колодцы во время первой войны в Персидском заливе [ править ]

Одним из основных результатов статьи TTAPS 1990 года было повторение модели команды 1983 года, согласно которой 100 пожаров на нефтеперерабатывающих заводах будет достаточно, чтобы вызвать небольшую, но все же глобальную разрушительную ядерную зиму. ^[109]

После вторжения Ирака в Кувейт и угроз Ирака поджечь примерно 800 нефтяных скважин в стране, предположения о совокупном климатическом эффекте этого, представленные на Всемирной климатической конференции в Женеве в ноябре 1990 года, варьировались от сценария типа ядерной зимы до тяжелой кислоты. дождь и даже краткосрочное немедленное глобальное потепление. ^[110]

В статьях, напечатанных в газетах Wilmington Morning Star и Baltimore Sun в январе 1991 года, известные авторы статей о ядерной зиме - Ричард П. Турко, Джон У. Биркс, Карл Саган, Алан Робок и Пол Крутцен - коллективно заявили, что они ожидают катастрофических ядерных катастроф. Эффекты, похожие на зимние, с континентальным воздействием отрицательных температур в результате того, что иракцы переживают свои угрозы воспламенения от 300 до 500 нефтяных скважин под давлением, которые впоследствии могут гореть в течение нескольких месяцев. ^{[110] [111] [112]}

Под угрозой, скважины были подожжены отступающими иракцами в марте 1991 года, а около 600 горящих нефтяных скважин не были полностью потушены до 6 ноября 1991 года, через восемь месяцев после окончания войны ^[113], и они поглотили приблизительно шесть миллионов баррелей нефти в день при их максимальной интенсивности.

Когда операция Буря в пустыне началась в январе 1991 года, что совпало с первыми несколько нефтяных пожаров освещаться, д - р С. Фред Зингер и Карл Саган обсудили возможные экологические последствия кувейтских нефтяных пожаров на ABC News программе Nightline . Саган снова утверждал, что некоторые эффекты дыма могут быть аналогичны эффектам ядерной зимы, когда дым поднимается в стратосферу, начиная с высоты около 48000 футов (15000 м) над уровнем моря в Кувейте, что приводит к глобальным последствиям. Он также утверждал, что, по его мнению, чистые эффекты будут очень похожи на взрыв индонезийского вулкана Тамбора в 1815 году, в результате чего 1816 год стал известен как "Год без лета ».

Саган перечислил результаты моделирования, прогнозирующие эффекты, распространяющиеся на Южную Азию и, возможно, также на Северное полушарие. Саган подчеркнул, что такой исход был настолько вероятным, что «он должен повлиять на планы войны». ^[114] Сингер, с другой стороны, ожидал, что дым поднимется на высоту около 3000 футов (910 м), а затем через три-пять дней выйдет наружу, что ограничит время жизни дыма. Обе оценки высоты, сделанные Сингером и Саганом, оказались неверными, хотя повествование Сингера было ближе к тому, что произошло, с относительно минимальным атмосферным воздействием, оставшимся ограниченным регионом Персидского залива, с дымовыми шлейфами, в целом ^[107] поднимавшимися до около 10 000 футов (3 000 м) и несколько высотой до 20 000 футов (6 100 м).^{[115] [116]}

Саган и его коллеги ожидали, что при поглощении солнечного теплового излучения произойдет «самоподъем» сажистого дыма, при этом не произойдет никакого удаления мусора, в результате чего черные частицы сажи будут нагреваться солнцем и подниматься / подниматься выше. и выше в воздух, тем самым нагнетая сажу в стратосферу - позиция, где они утверждали, что потребуются годы для того, чтобы блокирующий солнечный свет эффект этого аэрозоля сажи выпал из воздуха, и, как следствие, катастрофическое охлаждение на уровне земли и сельское хозяйство эффекты в Азии и, возможно, в Северном полушарии в целом. ^[117] В продолжение 1992 года Питер Хоббси другие не наблюдали заметных доказательств предсказанного группой ядерной зимы массивного эффекта "самоподъема", а облака дыма от нефтяного пожара содержали меньше сажи, чем предполагала группа моделирования ядерной зимы. ^[118]

Атмосферный ученый, которому Национальным научным фондом было поручено изучить атмосферное воздействие кувейтских пожаров , Питер Хоббс , заявил, что умеренное воздействие пожаров предполагает, что «некоторые цифры [использованные для поддержки гипотезы ядерной зимы] ... вероятно, были небольшими. раздутый ". ^[119]

Хоббс обнаружил, что на пике пожаров дым поглощал от 75 до 80% солнечного излучения. Частицы поднялись на высоту до 20 000 футов (6 100 м), и в сочетании с облаками дым имел короткое время пребывания в атмосфере - максимум несколько дней. ^{[120] [121]}

Таким образом, довоенные утверждения о широкомасштабных, долговременных и значительных глобальных экологических последствиях не подтвердились и были признаны значительно преувеличенными средствами массовой информации и спекулянтами ^[122] с климатическими моделями тех, кто не поддерживает гипотезу ядерной зимы в США. время пожаров предсказывает только более локальные эффекты, такие как падение дневной температуры на ~ 10 ° C в пределах 200 км от источника. ^[123]

Позже Саган признал в своей книге «Мир, преследуемый демонами», что его предсказания явно не оправдались: « в полдень было темно как смоль, а над Персидским заливом температура упала на 4–6 ° C, но до стратосферных высот не доходило много дыма. и Азия была пощажена ". ^[124]

Идея о том, что дым от нефтяных скважин и нефтяных резервов проникает в стратосферу и является основным источником сажи ядерной зимы, была центральной идеей ранних климатологических статей по этой гипотезе; считалось, что они вносят больший вклад, чем дым от городов, так как дым от нефти имеет более высокое содержание черной сажи, таким образом поглощая больше солнечного света. ^{[93] [103]} Хоббс сравнил принятый в документах «коэффициент выбросов» или эффективность образования сажи из воспламененных нефтяных залежей и обнаружил при сравнении с измеренными значениями из нефтяных залежей в Кувейте, которые являлись крупнейшими производителями сажи, предполагаемые выбросы сажи в ядерной зиме расчеты были еще «завышены». ^[121]После того, как результаты нефтяных пожаров в Кувейте противоречили основам ядерной зимы, продвигающим ученых, газеты 1990-х годов в целом пытались дистанцироваться от предположений, что нефтяная скважина и резервный дым достигнет стратосферы.

В 2007 году в исследовании ядерной зимы было отмечено, что современные компьютерные модели были применены к нефтяным пожарам в Кувейте, и было обнаружено, что отдельные дымовые шлейфы не способны поднимать дым в стратосферу, но дым от пожаров, покрывающий большую территорию ^{[ количественно ],} как некоторые лесные пожары могут поднимать дым ^{[ количественно ]} в стратосферу, и недавние данные свидетельствуют о том, что это происходит гораздо чаще, чем считалось ранее. ^{[125] [126] [127] [128] [129] [130] [131]} Исследование также показало, что сожжение сравнительно небольших городов, которое, как ожидается, последует за ядерным ударом, также поднимет значительное количество дыма в стратосферу:

Стенчиков и др. [2006b] ^[132] провели подробное моделирование дымовых шлейфов с высоким разрешением с помощью региональной климатической модели RAMS [например, Miguez-Macho, et al., 2005] ^[133] и показали, что отдельные шлейфы, такие как шлейфы от кувейтской нефти пожары 1991 года не должны были подняться в верхние слои атмосферы или стратосферу, потому что они стали разбавленными. Однако гораздо более крупные шлейфы, например, создаваемые городскими пожарами, производят большое движение неразбавленной массы, которое приводит к поднятию дыма. Новые результаты моделирования больших вихрей при гораздо более высоком разрешении также дают подъем, аналогичный нашим результатам, и отсутствие реакции в мелком масштабе, которая препятствовала бы подъему [Jensen, 2006]. ^[134]

Однако вышеупомянутое моделирование, в частности, содержало предположение, что не произойдет сухого или влажного осаждения. ^[135]

Недавнее моделирование [ править ]

В период с 1990 по 2003 год комментаторы отметили, что не было опубликовано рецензируемых статей о «ядерной зиме». ^[109]

На основе новой работы, опубликованной в 2007 и 2008 годах некоторыми авторами оригинальных исследований, было выдвинуто несколько новых гипотез, в первую очередь оценка того, что всего лишь 100 огненных бурь приведут к ядерной зиме. ^{[19] [136]} Однако, несмотря на то, что гипотеза не является «новой», она пришла к такому же выводу, что и более ранние модели 1980-х годов, которые аналогичным образом рассматривали около 100 городских огненных бурь как угрозу. ^{[137] [138]}

По сравнению с изменением климата за последнее тысячелетие, даже самый маленький смоделированный обмен приведет к тому, что температура на планете будет ниже, чем в Малый ледниковый период (период истории примерно между 1600 и 1850 годами нашей эры). Это вступит в силу немедленно, и сельское хозяйство окажется под серьезной угрозой. Большое количество дыма вызовет более серьезные изменения климата, сделав сельское хозяйство невозможным на долгие годы. В обоих случаях моделирование новой климатической модели показывает, что последствия будут длиться более десяти лет. ^[139]

Исследование о глобальной ядерной войне 2007 года [ править ]

В исследовании, опубликованном в « Журнале геофизических исследований» в июле 2007 г. ^[140], под названием «Ядерная зима, пересмотренная с использованием современной климатической модели и существующих ядерных арсеналов: все еще катастрофические последствия» ^[141] использовались современные климатические модели, чтобы посмотреть на последствия глобальная ядерная война с участием большей части или всех нынешних ядерных арсеналов мира (которые, по оценке авторов, были сопоставимы по размеру с мировыми арсеналами двадцатью годами ранее). Авторы использовали модель глобальной циркуляции ModelE из Института космических исследований имени Годдарда НАСА. , которое, как они отметили, «было тщательно проверено в экспериментах по глобальному потеплению и для изучения воздействия вулканических извержений на климат». Модель использовалась для исследования последствий войны с участием всего нынешнего глобального ядерного арсенала, которая, согласно прогнозам, приведет к выбросу в атмосферу около 150 тг дыма, а также войны с участием примерно одной трети нынешнего ядерного арсенала, выбросы которого по прогнозам составят около 50 тг дыма. В случае 150 Тг они обнаружили, что:

Среднее глобальное похолодание поверхности от −7 ° C до −8 ° C сохраняется в течение многих лет, а через десятилетие похолодание все еще составляет −4 ° C (рис. 2). Учитывая, что среднее глобальное похолодание на глубине последнего ледникового периода 18000 лет назад составляло около -5 ° C, это было бы беспрецедентным по скорости и амплитуде изменением климата в истории человечества. Изменения температуры самые большие над сушей… Охлаждение более чем на –20 ° C происходит на больших территориях Северной Америки и на более чем –30 ° C на большей части Евразии, включая все сельскохозяйственные регионы.

Кроме того, они обнаружили, что это похолодание вызвало ослабление глобального гидрологического цикла, уменьшив глобальные осадки примерно на 45%. Что касается случая 50 Тг с участием одной трети нынешних ядерных арсеналов, они заявили, что моделирование «дало реакцию климата, очень похожую на реакцию со случаем 150 Тг, но с примерно половиной амплитуды», но что «временной масштаб реакции составляет о том же самом." Они не обсуждали подробно последствия для сельского хозяйства, но отметили, что исследование 1986 года, которое предполагало отсутствие производства продуктов питания в течение года, прогнозировало, что «у большинства людей на планете к тому времени закончится еда и они умрут от голода», и отметили, что их собственные результаты показывают, что «этот период прекращения производства продуктов питания необходимо продлить на много лет,делая последствия ядерной зимы даже хуже, чем считалось ранее ».

2014 [ править ]

В 2014 году Майкл Дж. Миллс (из Национального центра атмосферных исследований США , NCAR) и др. Опубликовали в журнале Earth's Future « Глобальное похолодание за несколько десятилетий и беспрецедентную потерю озона в результате регионального ядерного конфликта» . ^[142] Авторы использовали вычислительные модели, разработанные NCAR, для моделирования климатических эффектов облака сажи, которое, как они предполагают, может быть результатом региональной ядерной войны, в которой 100 «малых» (15 кт) единиц взорваны над городами. Модель имела выходы из-за взаимодействия с сажевым облаком:

глобальные потери озона в размере 20–50% над населенными районами, беспрецедентные в истории человечества уровни, будут сопровождать самые низкие средние приземные температуры за последние 1000 лет. Мы подсчитали, что летом УФ-индексы увеличиваются на 30–80% в средних широтах, что свидетельствует о широкомасштабном ущербе для здоровья человека, сельского хозяйства, наземных и водных экосистем. Устранение заморозков сократит вегетационный период на 10–40 дней в году в течение 5 лет. Температура поверхности будет снижена более чем на 25 лет из-за эффектов тепловой инерции и альбедо в океане и расширения морского льда. Комбинированное охлаждение и усиленное ультрафиолетовое излучение окажут значительное давление на мировые запасы продовольствия и могут спровоцировать глобальный ядерный голод.

2018 [ править ]

Исследование, опубликованное в рецензируемом журнале Safety, показало, что ни одна страна не должна иметь более 100 ядерных боеголовок из-за обратного воздействия на собственное население страны-агрессора из-за «ядерной осени». ^{[143] [144]}

Критика и дебаты [ править ]

Четыре основных, в значительной степени независимых основ, которые концепция ядерной зимы имеет и продолжает подвергаться критике, рассматриваются как: ^[145] во-первых, будут ли города охотно бушевать огненными бурями , и если да, то сколько сажи будет образовываться? Во-вторых, долговечность в атмосфере : будет ли количество сажи, предполагаемое в моделях, оставаться в атмосфере так долго, как прогнозируется, или гораздо раньше выпадет гораздо больше сажи в виде черного дождя ? В-третьих, выбор времени событий: насколько разумно моделирование огненных штормов или войны в конце весны или летом (это делается почти во всех советско-американских документах по ядерной зиме, что приводит к максимально возможной степени смоделированного похолодания). ? Наконец, проблематемнота или непрозрачность : насколько сильно блокирует свет предполагаемое качество сажи, попадающей в атмосферу. ^[145]

Хотя весьма популяризированные первоначальные прогнозы одномерной модели TTAPS 1983 г. широко освещались и критиковались в средствах массовой информации, отчасти потому, что каждая последующая модель предсказывает гораздо меньший «апокалиптический» уровень похолодания ^[146], большинство моделей по-прежнему предполагают, что некоторые пагубные глобальное похолодание все равно будет результатом, если предположить, что весной или летом произошло большое количество пожаров. ^{[109] [147]} Менее примитивная трехмерная модель середины 1980-х годов Старли Л. Томпсона , которая, в частности, содержала те же самые общие предположения, привела его к введению термина «ядерная осень» для более точного описания климатических последствий сажи в эта модель в интервью на камеру, в котором он отвергает более ранние «апокалиптические» модели.^[148]

Серьезная критика предположений, которые продолжают делать эти результаты модели возможными, появилась в книге 1987 года « Навыки выживания в ядерной войне» ( NWSS ), руководстве по гражданской обороне Крессона Кирни для Национальной лаборатории Окриджа . ^[149] Согласно публикации 1988 г. Оценка глобальных атмосферных эффектов крупной ядерной войны.Критика Кирни была направлена ​​на чрезмерное количество сажи, которое, как предполагали разработчики моделей, могло достичь стратосферы. Кирни процитировал советское исследование о том, что современные города не будут гореть как огненные бури, поскольку большинство легковоспламеняющихся городских объектов будут погребены под негорючими щебнями, и что исследование TTAPS включало в себя огромную завышенную оценку размеров и масштабов лесных пожаров за пределами города, которые могут возникнуть в результате ядерная война. ^[11] Авторы TTAPS ответили, что, среди прочего, они не верили, что планировщики целей намеренно взорвали бы города в щебень, но вместо этого утверждали, что пожары начнутся в относительно неповрежденных пригородах, когда будут поражены близлежащие объекты, и частично признали его точку зрения о неповрежденных местах. городские пожары. ^[11]Д-р Ричард Д. Смолл, директор по тепловым наукам в Pacific-Sierra Research Corporation, также категорически не согласился с предположениями модели, в частности с обновленной версией TTAPS 1990 года, в которой утверждается, что в общей американо-советской ядерной установке сгорело бы около 5075 тг материала. война, поскольку анализ чертежей и реальных зданий, проведенный Смоллом, дал максимум 1475 тг материала, который можно было сжечь, «если предположить, что весь доступный горючий материал действительно воспламенился». ^[145]

Хотя Кирни придерживался мнения, что будущие более точные модели будут «указывать на еще меньшее снижение температуры», включая будущие потенциальные модели, которые не так охотно соглашались с тем, что огненные бури будут происходить так надежно, как предполагают разработчики ядерной зимы, в NWSS Кирни сделал резюмировать сравнительно умеренные охлаждения оценки не более чем на несколько дней, ^[149] от 1986 ядерной зимы переоценены моделей ^{[150] [151]} по Старели Томпсон и Стивен Шнайдер. Это было сделано для того, чтобы донести до его читателей, что вопреки распространенному в то время мнению, по заключению этих двух климатологов, «на научных основаниях глобальные апокалиптические выводы первоначальной гипотезы ядерной зимы теперь могут быть сведены к минимуму. исчезающий низкий уровень вероятности ". ^[149]

Однако в статье Брайана Мартина в 1988 г. в журнале Science and Public Policy ^[147] говорится, что - хотя Nuclear Winter Reappraised пришел к выводу, что советско-американская «ядерная зима» будет гораздо менее суровой, чем первоначально предполагалось, при этом авторы описывают последствия скорее как «ядерная осень» - другие высказывания Томпсона и Шнайдера ^{[152] [153]}показывают, что они «сопротивлялись интерпретации, что это означает отказ от основных положений, касающихся ядерной зимы». В Alan Robock et al. В статье 2007 года они пишут, что «из-за использования термина« ядерная осень »Томпсоном и Шнайдером [1986], хотя авторы ясно дали понять, что климатические последствия будут большими, в политических кругах рассматривается теория ядерной зимы. некоторыми было преувеличено и опровергнуто [например, Martin, 1988] ». ^{[140] [141]}В 2007 году Шнайдер выразил свою предварительную поддержку результатов охлаждения ограниченной ядерной войны (Пакистан и Индия), проанализированных в модели 2006 года, заявив: «Солнце намного сильнее в тропиках, чем в средних широтах. ограниченная война [там] может иметь гораздо больший эффект, потому что вы бросаете дым в худшее из возможных мест », и« все, что вы можете сделать, чтобы отговорить людей от мысли, что есть какой-либо способ выиграть что-либо с помощью обмена ядерными ударами, - это хорошая идея." ^[154]

Вклад дыма от возгорания живой непустынной растительности, живых лесов, трав и т. Д. Вблизи многих ракетных шахт является источником дыма, первоначально предполагавшимся очень большим в первоначальной статье «Сумерки в полдень», а также найдено в популярном издании TTAPS. Однако это предположение было исследовано Бушем и Смоллом в 1987 году, и они обнаружили, что сжигание живой растительности может лишь незначительно повлиять на оценочное общее «образование дыма за пределами города». ^[11] С учетом того, что растительность способна поддерживать горение, это возможно только в том случае, если она находится в радиусе или двух от поверхности ядерного огненного шара, который находится на расстоянии, на котором также могут возникнуть сильные порывистые ветра.это повлияет на любые такие пожары. ^[155] Это снижение в оценке опасности негородского дыма поддерживается ранее предварительной Смета ядерного лесных пожаров издания 1984 г. ^[11] и в 1950-60 - е года в полевых условиях для изучения поверхности выжженного, искажается , но никогда сгоревшие тропические леса на окружающих островах, полученные в ходе серии испытаний Операция «Замок» ^[156] и Операция «Редвинг» ^[157] .

В документе Министерства внутренней безопасности США , завершенном в 2010 году, говорится, что после ядерного взрыва по городу, «если пожары смогут разрастаться и сгущаться, может развиться огненная буря, которую пожарные не в состоянии контролировать. Однако эксперты предполагают, что дизайн и строительство современных городов в США могут сделать бушующий огненный шторм маловероятным ». ^[164] Например, ядерная бомбардировка Нагасаки не вызвала огненной бури. ^[165] Это также было отмечено еще в 1986–88 годах, когда предполагаемое количество «массовой загрузки» топлива (количество топлива на квадратный метр) в городах, лежащих в основе зимних моделей, оказалось слишком высоким и намеренно создает тепловые потоки.что дым поднимается в нижнюю стратосферу, однако оценки, «более характерные для условий», которые можно найти в реальных современных городах, показали, что загрузка топлива и, следовательно, тепловой поток, который будет результатом эффективного горения, редко поднимает дым в значительной степени выше 4 км. ^[11]

Рассел Зейтц, сотрудник Центра международных отношений Гарвардского университета, утверждает, что предположения зимних моделей дают результаты, которых хотят достичь исследователи, и что это случай «безумного анализа наихудшего случая». ^[166] В сентябре 1986 года Зейтц опубликовал в журнале Nature «Сибирский пожар как справочник по« ядерной зиме »» , в котором исследовал сибирский пожар 1915 года, начавшийся в первые летние месяцы и вызванный сильнейшей засухой в регионе. записанная история. Пожар в конечном итоге опустошил этот регион, сжег самый большой бореальный лес в мире., размером с Германию. Несмотря на то, что в течение недель горения под облаками дыма происходило дневное летнее похолодание примерно на 8˚C, увеличения потенциально разрушительных ночных заморозков в сельском хозяйстве не произошло. ^[167] После своего расследования сибирского пожара 1915 года Зейтц раскритиковал результаты модели «ядерной зимы» за то, что они основаны на последовательных наихудших событиях:

Невероятность последовательности из 40 таких подбрасываний монетки при выпадении орлов приближается к вероятности розыгрыша королевского флеша . Тем не менее, это было представлено как «сложная одномерная модель» - использование оксюморонов, если только не применимо к [британской модели Лесли Лоусон] Твигги . ^[168]

Зейтц процитировал Карла Сагана, сделав акцент: « Практически в любом реалистичном случае, связанном с ядерными обменами между сверхдержавами, глобальные изменения окружающей среды, достаточные для того, чтобы вызвать событие вымирания, равное или более серьезное, чем в конце мелового периода, когда динозавры и многие другие виды, вероятно, вымерли ". Зейтц комментирует: «Зловещая риторика, выделенная курсивом в этом отрывке, ставит даже сценарий 100 мегатонн [первоначальная 100-градусная огненная буря] ... в один ряд со 100-миллионным взрывом астероида, падающего на Землю. Это [является] астрономическим мега- шумиха ... » ^[168] Зейтц заключает:

По мере того, как наука прогрессировала и более аутентичная изысканность была достигнута в новых и более элегантных моделях, постулируемые эффекты пошли под откос. К 1986 году эти наихудшие последствия после года арктической тьмы сошли на нет до более высоких температур, чем прохладные месяцы в Палм-Бич ! Возникла новая парадигма разорванных облаков и прохладных пятен. Некогда глобальные сильные морозы отступили обратно в северную тундру . Сложная гипотеза г-на Сагана стала жертвой менее известного Второго закона Мерфи : если все ДОЛЖНО пойти не так, не делайте ставки на это. ^[168]

Оппозиция Зейтца вызвала отклики в СМИ сторонников ядерной зимы. Сторонники полагали, что просто необходимо показать только возможность климатической катастрофы, часто худший сценарий, в то время как противники настаивали на том, что ядерная зима должна восприниматься всерьез при «разумных» сценариях. ^[169]Одна из этих областей разногласий, как пояснила Линн Р. Анспо, связана с вопросом о том, какое время года следует использовать в качестве фона для моделей войны США и СССР. Большинство моделей выбирают лето в Северном полушарии в качестве отправной точки для максимального удаления сажи и, следовательно, эффекта зимы. Однако было указано, что если такое же количество огненных бурь произойдет в осенние или зимние месяцы, когда гораздо менее интенсивный солнечный свет поднимает сажу в стабильную область стратосферы, величина охлаждающего эффекта будет незначительной, согласно январской модели Covey et al. ^[170] Шнайдер признал эту проблему в 1990 году, заявив, что «война поздней осенью или зимой не окажет заметного [охлаждающего] эффекта». ^[145]

Анспо также выразил разочарование в связи с тем, что, хотя, как утверждается, сторонники ядерной зимы зажгли управляемый лесной пожар в Канаде 3 августа 1985 года, пожар потенциально может послужить возможностью провести некоторые базовые измерения оптических свойств дыма и дыма. Отношение количества топлива к топливу, которое помогло бы уточнить оценки этих критических исходных данных модели, сторонники не указали, что какие-либо такие измерения проводились. ^[170] Питер В. Хоббс , который позже успешно получил финансирование, чтобы пролететь и отобрать образцы дыма от нефтяных пожаров в Кувейте в 1991 году, также выразил разочарование тем, что ему было отказано в финансировании для взятия проб канадских и других лесных пожаров таким образом . ^[11]Турко написал меморандум на 10 страниц с информацией, полученной из его записей и некоторых спутниковых снимков, утверждая, что шлейф дыма достигал 6 км в высоту. ^[11]

В 1986 году атмосферный ученый Джойс Пеннер из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса опубликовала статью в Nature, в которой она сосредоточилась на конкретных переменных оптических свойств дыма и количестве дыма, остающегося в воздухе после городских пожаров. Она обнаружила, что опубликованные оценки этих переменных настолько сильно различаются, что в зависимости от того, какие оценки были выбраны, климатический эффект может быть незначительным, незначительным или огромным. ^[171] Предполагаемые оптические свойства черного углерода в более поздних работах по ядерной зиме в 2006 г. все еще «основаны на предположениях, сделанных в более ранних моделях ядерной зимы». ^[172]

Джон Мэддокс , редактор журнала Nature , за время своего пребывания в должности опубликовал серию скептических комментариев по поводу исследований ядерной зимы. ^{[173] [174]} Точно так же С. Фред Сингер долгое время активно критиковал эту гипотезу в журнале и в теледебатах с Карлом Саганом. ^{[175] [176] [11]}

Критический ответ на более современные статьи [ править ]

В ответ на более современные статьи по этой гипотезе в 2011 году Рассел Зейтц опубликовал в журнале Nature комментарий, оспаривающий утверждение Алана Робока о том, что настоящих научных дебатов о концепции «ядерной зимы» не было. ^[177] В 1986 году Зейтц также утверждает, что многие другие неохотно высказываются из-за страха быть заклейменным как «скрытый доктор Стрейнджлав », например, физик Фримен Дайсон из Принстона заявил: «Это абсолютно ужасная наука, но я совершенно отчаялся. установления публичного рекорда ". ^[178] Согласно Rocky Mountain News, некоторые сторонники разоружения назвали Стивена Шнайдера фашистом за то, что он написал свою статью 1986 года "Переоценка ядерной зимы ".^[149] Метеоролог из Массачусетского технологического института Керри Эмануэль также написал в обзоре в Nature, что концепция зимы «печально известна отсутствием научной достоверности» из-за нереалистичных оценок количества топлива, которое может сгореть, и использованных неточных моделей глобальной циркуляции. В конце Эмануэль заявляет, что данные других моделей указывают на существенное удаление дыма дождем. ^[179] Эмануэль также сделал «интересный момент», ставя под сомнение объективность сторонников, когда дело доходило до сильных эмоциональных или политических проблем, которых они придерживались. ^[11]

Уильям Р. Коттон , профессор атмосферных наук в Государственном университете Колорадо, специалист по моделированию физики облаков и соавтор весьма влиятельной ^{[180] [181]} и ранее упомянутой модели атмосферы RAMS , в 1980-х годах работал над выпадением сажи. модели ^[11] и подтвердили прогнозы, сделанные его собственной и другими моделями ядерной зимы. ^[182] Однако с тех пор он изменил эту позицию, согласно книге, написанной в соавторстве с ним в 2007 году, заявив, что, среди других систематически проверенных предположений, будет происходить гораздо больше дождевых осадков / влажных отложений сажи, чем предполагается в современных публикациях. по теме: «Надо дождаться нового поколения GCM.должна быть реализована для количественного изучения потенциальных последствий ». Он также показывает, что, по его мнению,« ядерная зима с самого начала была в значительной степени политически мотивирована » ^{[33] [2].}

Последствия для политики [ править ]

Во время кубинского ракетного кризиса , Фидель Кастро и Че Гевара призвал СССР нанести ядерный удар первым против США в случае американского вторжения на Кубу. В 1980-х годах Кастро оказывал давление на Кремль, чтобы тот занял более жесткую позицию в отношении США при президенте Рональде Рейгане , даже выступая за возможное применение ядерного оружия. В результате этого в 1985 году на Кубу был направлен советский чиновник в сопровождении «экспертов», которые подробно описали экологические последствия для Кубы в случае ядерных ударов по Соединенным Штатам. Вскоре после этого, как сообщает советский чиновник, Кастро потерял свою прежнюю «ядерную лихорадку». ^{[183] [184]}В 2010 году Алан Робок был вызван на Кубу, чтобы помочь Кастро продвигать его новую точку зрения о том, что ядерная война приведет к Армагеддону. 90-минутная лекция Робока позже была показана на общенациональном государственном телеканале страны. ^{[185] [186]}

Однако, по словам Робока, в том, что касается привлечения внимания правительства США и влияния на ядерную политику, он потерпел неудачу. В 2009 году вместе с Оуэном Туном он выступил с докладом в Конгрессе США , но из него ничего не вышло, а тогдашний советник президента по науке Джон Холдрен не ответил на их запросы ни в 2009 году, ни на момент написания статьи в 2011 году. ^[186]

В статье «Бюллетень ученых-атомщиков» за 2012 год Робок и Тун, которые обычно смешивали свою пропаганду разоружения с выводами своих статей о «ядерной зиме» ^[18], утверждают в политической сфере, что гипотетические последствия ядерной зимы требуют что доктрина, которую они предполагают, действует в России и США, « взаимно гарантированное разрушение » (MAD), должна быть заменена их собственной концепцией «самоуверенного разрушения» (SAD), ^[190] потому что, независимо от того, чьи города были сожжены, По их мнению, последствия наступившей ядерной зимы, за которую они выступают, были бы катастрофическими. В том же духе в 1989 году Карл Саган и Ричард Турко написали документ о политических последствиях, который появился в AMBIO.в котором говорилось, что, поскольку ядерная зима - это «устоявшаяся перспектива», обе сверхдержавы должны совместно сократить свои ядерные арсеналы до уровня « канонической сдерживающей силы », состоящего из 100–300 отдельных боеголовок каждая, таким образом, чтобы «в случае ядерной войны [это] сведет к минимуму вероятность [экстремальной] ядерной зимы ». ^[191]

Первоначально засекреченная оценка межведомственной разведки США 1984 г. гласит, что как в предшествующие 1970-е, так и в 80-е годы советские и американские военные уже следовали « существующим тенденциям » в миниатюризации боеголовок , повышении точности и меньшей мощности ядерных боеголовок. ^[192] Это видно при оценке самых многочисленных физических пакетов в арсенале США, которыми в 1960-х годах были B28 и W31 , однако оба быстро стали менее заметными с массовым производством в 1970-х годов 50- килотонных W68 и 100-килотонных W76. а в 1980-х годах - B61 . ^[193]Эта тенденция к миниатюризации, возможная благодаря достижениям в инерционном наведении и точной GPS- навигации и т. Д., Была мотивирована множеством факторов, а именно желанием использовать физику эквивалентного мегатоннажа, которую предлагала миниатюризация; освобождения места для размещения большего количества боеголовок РГЧ и ложных целей на каждой ракете. Наряду с желанием по-прежнему уничтожать надежные цели, но при одновременном снижении серьезности выпадений, сопутствующий ущерб наносится соседним и потенциально дружественным странам. Что касается вероятности ядерной зимы, диапазон потенциального теплового излученияКоличество возгораемых пожаров было уменьшено за счет миниатюризации. Например, самая популярная статья о ядерной зиме, статья 1983 года TTAPS, описывала контрсиловую атаку 3000 Мт на объекты межконтинентальных баллистических ракет с каждой отдельной боеголовкой, имеющей приблизительно одну Мт энергии; однако вскоре после публикации Майкл Альтфельд из Университета штата Мичиган и политолог Стивен Цимбала из Университета штата Пенсильвания утверждали, что уже разработанные и развернутые на тот момент более мелкие и более точные боеголовки (например, W76) вместе с меньшей высотой детонации могут дать такое же противодействие. забастовка с затратами всего 3 Мт энергии. Они продолжат это, еслимодели ядерной зимы оказались репрезентативными, тогда климатическое похолодание могло бы быть гораздо меньше, даже если бы в списке целей существовали области, подверженные огненным бурям , поскольку более низкие высоты взрывания, такие как поверхностные взрывы, также ограничили бы диапазон горящих тепловых лучей из-за к маскировке местности и теням, отбрасываемым зданиями, ^[194], а также к временному вылету гораздо более локализованных радиоактивных осадков по сравнению с взрывами взрыва воздуха - стандартным способом применения против незакрепленных целей.

Эта логика аналогичным образом отражена в первоначально засекреченной оценке межведомственной разведки 1984 г. , которая предполагает, что планировщики нацеливания должны просто учитывать воспламеняемость цели, а также мощность, высоту взрыва, время и другие факторы, чтобы уменьшить количество дыма для защиты от потенциальной опасности. ядерная зима. ^[192] Следовательно, как следствие попытки ограничить пожарную опасность цели за счет уменьшения диапазона теплового излучения с помощью взрывателей для наземных и подповерхностных взрывов , это приведет к сценарию, в котором гораздо более концентрированные и, следовательно, более смертоносные локальные выпадение осадков, образующихся после поверхностного взрыва, в отличие от сравнительно разбавленных глобальныхрадиоактивные осадки, возникающие при взрыве ядерного оружия в режиме взрыва. ^{[194] [201]}

Альтфельд и Цимбала также утверждали, что вера в возможность ядерной зимы на самом деле сделает ядерную войну более вероятной, вопреки взглядам Сагана и других, потому что это послужит еще одной мотивацией следовать существующим тенденциям в направлении разработки более точных , и даже меньшая взрывная мощность - ядерное оружие. ^[199] Поскольку зимняя гипотеза предполагает, что замена тогдашней холодной войны рассматривала стратегическое ядерное оружие в диапазоне мощности в несколько мегатонн, а оружие взрывной мощности ближе к тактическому ядерному оружию , например, Robust Nuclear Earth Penetrator.(RNEP), защитит от потенциала ядерной зимы. С последними возможностями тогда еще в значительной степени концептуального RNEP, особо цитируемого влиятельным аналитиком ядерной войны Альбертом Вольстеттером . ^[202] Тактическое ядерное оружие на нижнем конце шкалы имеет мощность, которая частично совпадает с мощностью крупных обычных вооружений , и поэтому часто рассматривается как «стирающее различие между обычным и ядерным оружием», что делает перспективу его использования «легче» в конфликт. ^{[203] [204]}

Предполагаемая советская эксплуатация [ править ]

В интервью 2000 года Михаилу Горбачеву (лидер Советского Союза в 1985–1991 годах) ему было сделано следующее заявление: «В 1980-х годах вы предупреждали о беспрецедентной опасности ядерного оружия и предприняли очень смелые шаги, чтобы повернуть вспять. гонка вооружений », на что Горбачев ответил:« Модели, созданные российскими и американскими учеными, показали, что ядерная война приведет к ядерной зиме, которая будет чрезвычайно разрушительной для всего живого на Земле; знание этого было большим стимулом для нас, чтобы люди чести и морали, действовать в этой ситуации ». ^[205]

Однако оценка межведомственной разведки США 1984 г. выражает гораздо более скептический и осторожный подход, заявляя, что эта гипотеза неубедительна с научной точки зрения. В отчете предсказывалось, что советская ядерная политика будет заключаться в сохранении их стратегической ядерной позиции, такой как развертывание ими ракеты SS-18 с большой забрасываемой массой, и они просто попытаются использовать эту гипотезу в пропагандистских целях, например, для проведения пристального внимания к США. часть гонки ядерных вооружений . Более того, в нем далее выражается уверенность в том, что если советские чиновники действительно начнут серьезно относиться к ядерной зиме, это, вероятно, заставит их потребовать исключительно высоких стандартов научного доказательства для гипотезы, поскольку последствия этого подорвут ихвоенная доктрина - уровень научных доказательств, который, возможно, невозможно было бы найти без полевых экспериментов. ^[206] Неотредактированная часть документа заканчивается предположением, что существенное увеличение запасов продовольствия советской гражданской обороны могло быть ранним признаком того, что ядерная зима начала влиять на мышление советского высшего эшелона . ^[192]

В 1985 году журнал Time отметил «подозрения некоторых западных ученых в том, что гипотеза ядерной зимы была выдвинута Москвой, чтобы дать антиядерным группировкам в США и Европе новые боеприпасы против наращивания вооружений Америки». ^[207] В 1985 году Сенат Соединенных Штатов собрался, чтобы обсудить науку и политику ядерной зимы. Во время слушаний в Конгрессе влиятельный аналитик Леон Гуре представил доказательства того, что, возможно, Советы просто повторили западные отчеты, а не сделали уникальные выводы. Гуре выдвинул гипотезу, что советские исследования и обсуждения ядерной войны могут служить только советской политической повестке дня, а не отражать реальное мнение советского руководства. ^[208]

В 1986 году обороны Агентство по ядерной документ Обновление советского исследования и эксплуатации ядерной зимы 1984-1986 наметил минимальный [общественное достояние] исследовательский вклад и на использование советской пропаганды, ядерной зимы явление. ^[209]

Есть некоторые сомнения относительно того, когда Советский Союз начал моделировать пожары и атмосферные эффекты ядерной войны. Бывший советский разведчик Сергей Третьяков заявил , что, в соответствии с указаниями Юрия Андропова , то КГБ изобрел понятие «ядерной зимы», чтобы остановить развертывание НАТО Pershing II ракет. Утверждается, что они распространяли среди групп сторонников мира, экологического движения и журнала Ambio дезинформацию, основанную на фальшивом «отчете о конце света» Советской Академии наук Георгия Голицына, Никиты Моисеева и Владимира Александрова о климатических последствиях ядерной войны. ^[210]Хотя считается, что Советский Союз использовал гипотезу ядерной зимы в пропагандистских целях, ^[209] неотъемлемое утверждение Третьякова о том, что КГБ направил дезинформацию в AMBIO , журнал, в котором Пол Крутцен и Джон Биркс опубликовали статью 1982 года «Сумерки в полдень», не подтверждено по состоянию на 2009 год ^[update]. ^[211] В интервью в 2009 году, проведенном Архивом национальной безопасности , Виталий Николаевич Цыгичко (старший аналитик Академии наук СССР и военный математический разработчик) заявил, что советские военные аналитики обсуждали идею «ядерной зимы» задолго до того, как США ученые, хотя они не использовали этот точный термин. ^[212]

Методы смягчения последствий [ править ]

Был предложен ряд решений для смягчения потенциального вреда ядерной зимы, если он окажется неизбежным. Проблема была атакована с обеих сторон; одни решения сосредоточены на предотвращении роста пожаров и, следовательно, на ограничении количества дыма, который в первую очередь достигает стратосферы, а другие сосредоточены на производстве продуктов питания с уменьшенным солнечным светом, с предположением, что результаты анализа ядерной зимы в самом худшем случае модели оказываются точными, и никакие другие стратегии смягчения не используются.

Управление огнем [ править ]

В отчете 1967 года, методы включали различные методы применения жидкого азота, сухого льда и воды при ядерных пожарах. ^[213] В отчете рассматривалась попытка остановить распространение пожаров путем создания противопожарных заграждений путем взрыва горючего материала за пределы области, возможно, даже с применением ядерного оружия, наряду с использованием превентивных ожогов для снижения опасности . Согласно отчету, одним из наиболее многообещающих исследованных методов было инициирование дождя из засева массовых грозовых гроз и других облаков, проходящих над развивающейся, а затем устойчивой огненной бурей.

Производство продуктов питания без солнечного света [ править ]

В книге « Накормить всех, неважно чем» в соответствии с предсказаниями ядерной зимы наихудшего сценария авторы представляют различные нетрадиционные пищевые возможности. К ним относятся бактерии, переваривающие природный газ, наиболее известными из которых являются Methylococcus capsulatus , которые в настоящее время используются в качестве корма в рыбоводстве ; ^[214] хлеб из коры , давний продукт голода, использующий съедобную внутреннюю кору деревьев и часть скандинавской истории во время Малого ледникового периода ; усиленное выращивание грибов или грибов, таких как опята, которые растут прямо на влажной древесине без солнечного света; ^[215]и варианты производства древесного или целлюлозного биотоплива , которые обычно уже создают пищевые сахара / ксилит из непищевой целлюлозы в качестве промежуточного продукта перед заключительной стадией образования спирта. ^{[216] [217]} Один из авторов книги, инженер-механик Дэвид Денкенбергер, утверждает, что грибы теоретически могут накормить всех в течение трех лет. Водоросли, как и грибы, также могут расти в условиях низкой освещенности. Одуванчики и иглы деревьев могут обеспечить витамин С, а бактерии - витамином Е. Более традиционные культуры для холодных погодных условий, такие как картофель, могут получать достаточно солнечного света на экваторе, чтобы их можно было использовать. ^[218]

Крупномасштабное складирование продовольствия [ править ]

Минимальный годовой срок хранения пшеницы в мире составляет примерно 2 месяца. ^[219] Чтобы накормить всех, несмотря на ядерную зиму, были предложены годы хранения еды до события. ^[220] В то время как предлагаемые массы консервированных продуктов, вероятно, никогда не будут использованы, поскольку ядерная зима сравнительно маловероятна, накопление продовольствия имело бы положительный результат, смягчив эффект гораздо более частых перебоев с региональными поставками продовольствия, вызванных конфликты и засухи низшего уровня. Однако существует опасность того, что, если внезапный рост запасов продовольствия произойдет без буферного эффекта, обеспечиваемого садами Победы и т. Д., Это может усугубить текущие проблемы с продовольственной безопасностью из- за повышения нынешних цен на продовольствие.

Климатическая инженерия [ править ]

Несмотря на название «ядерная зима», ядерные события не являются необходимыми для создания смоделированного климатического эффекта. ^{[30] [221]} В попытке найти быстрое и дешевое решение прогноза глобального потепления на уровне не менее 2 ˚C поверхностного потепления в результате удвоения уровней CO ₂ в атмосфере посредством управления солнечным излучением (a форма климатической инженерии) лежащий в основе эффект ядерной зимы рассматривался как возможно удерживающий потенциал. Помимо более распространенного предложения ввести соединения серы в стратосферуЧтобы приблизиться к эффектам вулканической зимы, Пол Крутцен и другие предложили введение других химических веществ, таких как высвобождение определенного типа частиц сажи для создания незначительных условий «ядерной зимы». ^{[222] [223] В} соответствии с компьютерными моделями пороговой «ядерной зимы», ^{[136] [224],} если от одного до пяти тераграммов сажи, образованной огненным штормом ^[225] , вводится в нижнюю стратосферу, это моделируется через анти - парниковый эффект, чтобы нагреть стратосферу, но охладить нижнюю тропосферу и произвести охлаждение на 1,25 ° C в течение двух-трех лет; и через 10 лет средние глобальные температуры все равно будут на 0,5 ° C ниже, чем до закачки сажи. ^[15]

Возможные климатические прецеденты [ править ]

Климатические эффекты, похожие на «ядерную зиму», последовали за историческими извержениями супервулканов , которые подняли аэрозоли сульфатов высоко в стратосферу, что известно как вулканическая зима . ^[229] Эффекты дыма в атмосфере (поглощение коротких волн) иногда называют «антипарниковым» эффектом, и сильным аналогом этого является туманная атмосфера Титана . Поллак, Тун и другие участвовали в разработке моделей климата Титана в конце 1980-х годов, одновременно с их ранними исследованиями ядерной зимы. ^[230]

Точно так же считается, что столкновения комет и астероидов на уровне вымирания вызвали ударные зимы из-за распыления огромного количества мелкой каменной пыли. Эта измельченная порода может также вызвать эффекты «вулканической зимы», если сульфатносодержащая порода попадает в удар и поднимается высоко в воздух, ^[231] и эффекты «ядерной зимы», когда тепло более тяжелого выброса породы зажигает региональные и возможно, даже глобальные лесные пожары. ^{[232] [233]}

Эта глобальная «огненные шквалы воздействия» гипотеза, изначально поддерживается Wolbach, H. Jay Melosh и Owen Toon, предполагает , что в результате массивных ударных событий, малого песок зерно -sized эжекта фрагменты , созданные могут как метеор повторно ввести в атмосфере формирование A горячее одеяло глобального максимума мусора в воздухе, потенциально превращая все небо раскаленным за несколько минут до нескольких часов, и с этим, сжигание полного глобального перечня надземной углеродистого материала, в том числе тропических лесов . ^{[234] [235]} Эта гипотеза предлагается в качестве средства для объяснения серьезности события вымирания мелового и палеогенового периода, поскольку столкновение с Землей астероида шириной около 10 км который вызвал вымирание, не считается достаточно энергичным, чтобы вызвать уровень вымирания только за счет высвобождения энергии при первоначальном ударе.

Однако в последние годы (2003–2013 гг.) Глобальная зима с огненной бурей подвергалась сомнению Клэр Белчер, ^{[234] [236] [237]} Тамара Голдин ^{[238] [239] [240]} и Мелош, которые первоначально поддерживали эта гипотеза ^{[241] [242]} с этой переоценкой была названа Белчером «дебатами о огненных штормах мелового и палеогенового периода». ^[234]

Вопросы, поднятые этими учеными в ходе дебатов, заключаются в воспринимаемом низком количестве сажи в отложениях рядом с тонкозернистым слоем астероидной пыли , богатой иридием , если количество повторно поступающих выбросов было совершенно глобальным, покрывая атмосферу, и если да , продолжительность и профиль повторного нагрева, будь то сильный тепловой импульс или более продолжительный и, следовательно, более зажигательный « печной » нагрев, ^[241] и, наконец, насколько велик «эффект самозащиты» от первая волна теперь уже остывших метеоров в темноте полета способствовала уменьшению общего тепла, испытываемого на земле от более поздних волн метеоров. ^[234]

Отчасти из-за того, что меловой период был эпохой с высоким содержанием кислорода в атмосфере , с концентрациями выше, чем в настоящее время. Оуэн Тун и др. в 2013 г. критически относились к пересмотру гипотезы. ^[235]

Трудно успешно установить процентную долю сажи в геологических отчетах отложений этого периода от живых растений и ископаемого топлива, присутствовавшего в то время ^[243], во многом так же, как доля материала, воспламененного непосредственно в результате удара метеора. сложно определить.

См. Также [ править ]

• Извержение Кракатау 1883 года , которое вызвало глобальное похолодание примерно на 1 кельвин в течение 2 лет из-за выбросов сульфатов.
• Минимум Дальтона , с 1790 по 1830 год, период продолжительной минимальной солнечной активности, в результате чего Земля получила более низкие значения инсоляции.
• Ядерный холокост
• Устройство судного дня
• Глобальное затемнение , глобальное снижение солнечной инсоляции из-за попадания в атмосферу аэрозолей из различных источников.
• Ударная зима
• Лаки , 1783 г. - извержение исландского вулкана, вызвавшее локализованное на континенте похолодание на 1–2 года.
• Список государств с ядерным оружием
• Малый ледниковый период , период низких температур с шестнадцатого по девятнадцатый века, частично совпадающий с Маундеровским минимумом солнечной активности с 1645 по 1715 год.
• Ядерный голод
• Ядерный терроризм
• Теория катастроф Тоба , спорная гипотеза о том, что вулканическая зима, вызванная извержением вулкана в Тоба , Индонезия , создала узкое место для населения примерно 80 000 лет назад.
• Вулканическая зима
• Год без лета , 1816 год, образованный извержением вулкана в Тамборе.
• Гипотеза воздействия более молодого дриаса , спорная гипотеза о том, что ударное событие и пожары вызвали последний ледниковый период.

Документальные фильмы [ править ]

• На восьмой день - документальный фильм о ядерной зиме (1984), снятый BBC и доступный на веб-сайтах видеохостинга; описывает возникновение гипотезы с длинными интервью с выдающимися учеными, опубликовавшими только что появившиеся статьи по этой теме. ^[244]

СМИ [ править ]

• Холод и тьма: Мир после ядерной войны : книга, написанная в соавторстве с Карлом Саганом в 1984 году, которая последовала за его соавтором исследования TTAPS в 1983 году.
• Обсуждения : Документальная драма 1984 года, в которой Карл Саган участвовал в качестве консультанта. Этот фильм был первым в своем роде, в котором была показана ядерная зима.
• Путь, где никто не думал: ядерная зима и конец гонки вооружений : книга Ричарда П. Турко и Карла Сагана, опубликованная в 1990 году; он объясняет гипотезу ядерной зимы и, тем самым, защищает ядерное разоружение. ^[245]
• Nuclear Winter - это документальный мини-фильм от Retro Report, в котором рассказывается о страхах перед ядерной зимой в современном мире.

Заметки [ править ]

Ссылки [ править ]

Сноски [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

• Энциклопедия Земли, Nuclear Winter Ведущий Автор: Алан Робок. Последнее обновление: 31 июля 2008 г.
• Анимация моделирования ядерной зимы
• Новые исследования климатических последствий регионального ядерного конфликта от Алана Робока , включая ссылки на новые исследования, опубликованные в 2007 году.