А.М.Тарко. Ядерная зима - история и прогнозы - Земля до потопа: исчезнувшие континенты и цивилизации

Для каждого человека, вне зависимости от его возраста, места положения и национальности, термин "ядерная зима" - это нечто крайне пугающее и страшное. Сразу возникают в голове мрачные образы, полуразрушенные города, отсутствие солнечного света и полное отсутствие цивилизации в привычном для нас виде. Что может стать причиной подобного? Неужели наше будущее - ядерная зима. Это может случиться на самом деле или данная картина является лишь плодом воображения авторов и режиссеров? Давайте начнем разбираться в этом вопросе по порядку.

Вступление

Прежде всего, мы отметим, что большая, можно даже сказать, подавляющая часть населения нашей планеты уверена в том, что фото ядерной зимы, которые предоставлены в книгах, журналах, в Сети, и прочие источники, описывающие данное явление, являются подлинным прогнозом будущего. Народ полагает, что подобное может случиться с миром из-за ядерной бомбардировки. Существует целый ряд официальных трактовок того, как будет вести себя природа, климат и прочие составляющие биосферы, если случится Третья мировая война. Мы обязательно рассмотрим данную теорию ядерной зимы, все ее компоненты и сделаем логический вывод.

Однако стоит обратить внимание на очевидное. Как бы нас ни пугали, существуют определенные формулы и расчеты, которые позволяют просчитать математически все последствия атомной бомбардировки. Сделав это, можно убедиться, что миф о ядерной зиме - ничто иное, как "сильно преувеличенная правда", а говоря проще - страшилка. Конечно же, будет глупо отрицать тот факт, что подобное оружие не сможет нанести вред человечеству. Ущерб будет ощутимым, но далеко не таким, каким он описан в большинстве книг и фильмов.

Официальная трактовка термина

В широком понимании ядерная зима - это гипотеза, в соответствии с которой будет кардинально меняться климат Земли в результате атомной бомбардировки в очень обширных масштабах. Говоря кратко, предполагается, что в результате повсеместных ядерных взрывов и поднятия в атмосферу огромного количества дыма и сажи солнечный свет начнет отражаться от поверхности Земли с большей интенсивностью. Получается, что последствие ядерной зимы - это снижение температурного режима над поверхностью планеты. Климат станет примерно таким, как в субарктической зоне, Землю покроет толстый снежный слой, наступит новый ледниковый период.

Впервые о том, что это - ядерная зима, почему все должно быть именно так и какие еще могут быть последствия у данного явления, установили во второй половине ХХ столетия. Над теорией трудились ученые СССР и США. Подробнее об этом читаем ниже.

Зарождение версии

Впервые проблемы ядерной зимы и все вытекающие из нее последствия описали советский ученый Георгий Голицын и американский исследователь Впоследствии разработанная ими модель получила подтверждение от Вычислительного Центра АН СССР. В лаборатории была сконструирована модель биосферы под названием "Гея". Исходя из опытов, которые провели на ней, выяснилось, что если суммарная мощность атомных взрывов будет равна 10 000 мегатонн, то у поверхности Земли солнечный поток сократится в 400 раз. При таком раскладе период самоочищения атмосферы продлится несколько месяцев. Все это, в свою очередь, станет причиной кардинальной смены земного климата. Ядерная зима будет заключаться в том, что атмосфера сильно охладится над материками, температура воздуха над известными нам поверхностями упадет сначала на 15 градусов, а затем на 25-30.

Подробнее о погоде

Ключевой проблемой ядерной зимы исследователи отметили тот факт, что смог и дым, которые будут стоять в воздухе после многочисленных взрывов боеголовок и пожаров, возникших вследствие бомбардировки, будут буквально заслонять нашу планету от воздействия солнечных лучей. Таким образом ультрафиолет не сможет попадать на Землю в том количестве, в котором он попадает сейчас. В первую очередь это станет причиной не только ядерной зимы, это станет началом ядерной ночи, которая продлится несколько месяцев. Во вторую же очередь недостаточное количество ультрафиолета негативно повлияет на фотосинтез в растениях, следовательно, нарушится привычный нам состав кислорода. Это повлечет за собой эпидемии и вымирание сотен видов растений и животных, а также смерти людей.

Что будет после

Самое главное последствие ядерной зимы - это нарушение всей биосферы. Смена климата кардинально "подчистит" ряды флоры и фауны, уничтожит множество человеческих жизней. Одним словом, выживет сильнейший. Считается, что скотоводство и сельское хозяйство будут возможны только на экваторе, так как все остальные земли окажутся под огромным слоем снега и льда. Даже после того, как смог над планетой развеется и Солнце сможет начать прогревать ее поверхность, понадобится огромное количество времени, чтобы исправить случившееся. Эффект ядерной зимы продлится не одно поколение, более того, даже после нормализации обстановки климат уже не станет прежним, а заимеет новые свойства.

Несколько вариантов развития событий

Ну, а теперь мы предлагаем представить себе, что наступила ядерная зима. Чего можно ожидать от такого техногенно-природного явления? Насколько плачевным будет состояние климата? Ядерная зима быстро закончится или же продлится несколько сотен лет? Варианты будут представлены по возрастающей, от самого "позитивного" исхода до наиболее печального:

• Повсеместное падение температуры на 1-2 градуса, что будет длиться в течение одного года. Большого влияния на популяцию биологических видов и людей не будет.
• Наступление ядерной осени. Температура упадет на 3-4 градуса, длиться это будет несколько лет. Прогноз характерен непогодами, ураганами, отсутствием хорошего урожая.
• Наступление десятилетней ядерной зимы. Это как было описано в фильме "Послезавтра", только причиной послужит не природный катаклизм, а атомный взрыв. Почти вся земля, за исключением экватора, покроется снегами. Люди продолжат воевать за теплые территории. Также будут встречаться попытки "согреть" планету дополнительными ядерными взрывами, что повлечет за собой наступление ядерного лета. Однако запасов еды человечеству хватит на то, чтобы пережить этот период.
• Наступление нового ледникового периода. Длиться он будет несколько сотен лет, и за этот период человечество полностью изменится, а впоследствии и земная карта.
• Необратимое похолодание. Это наихудший вариант развития событий. Он предполагает установление антарктического климата на всей Земле, замерзание океанов и материков. Выжить сможет только та цивилизация, которая обоснуется подо льдом около геотермальных источников.

Почему думают именно так?

У термина "ядерная зима" история имеет огромный шлейф. Начинается он примерно в 1816 году, когда Западная Европа и Северная Америка пережили так называемый год без лета. Это событие получило такое название из-за рекордно низких температур, даже в течение жаркого сезона. В США 1816 год прозвали "тысяча восемьсот насмерть замерзшим", и с начала письменной истории человечества до настоящего момента это время, действительно, было самым холодным.

На тот момент люди не догадывались о причинах столь суровой погоды, однако в 1920 году климатолог Уильям Хамфрейс выдвинул свою первую гипотезу. Он полагал, что причиной холодов стало извержение вулкана Тамбора в предыдущем, 1815 году, который находится на Индонезийском острове Сумбава в Южном полушарии. Дым и смог, которые образовались в ходе данного литосферного процесса, потоками ветра переместились в область Северного полушария, образовав там кратковременный циклон, названный вулканической зимой.

Дальнейшая жизнь теории

Извержение было эпохальным событием. Подобных природных явлений человечество не видело до этого долгие столетия и до сих пор таких катаклизмов не встречается. Тем не менее, столь масштабное извержение огромного вулкана вызвало лишь аномальное похолодание, причем даже не во всем мире. Нетипичная для лета погода длилась лишь один год, после чего ситуация полностью стабилизировалась.

Вышеупомянутые ученые Голицын и Саган "зацепились" за данное явление и извлекали из него лишь крайне негативные аспекты, упустив тот факт, что похолодание было кратковременным и не нанесло большого ущерба миру. Тем не менее их теория получила очень широкий резонанс в ряде ведущий стран и стала некой догмой, единственно верным прогнозом ближайшего будущего человечества. Несмотря на тот факт, что их теорию неоднократно подвергали критике и деструктуризации, официально опровергнуть ее не смогли.

Современная официальная версия

На основе трудов Сагана и Голицына современные американские ученые сделали так называемые обновленные подсчеты. Они в очередной раз подтвердили концепцию атомной зимы вследствие повсеместных взрывов ядерных боеголовок, и вот какие цифры были обнародованы в ходе нового эксперимента. Если наступит война между Индией и Пакистаном, стратегических атомных запасов этих держав будет достаточно, чтобы выбросить в атмосферу 6,6 миллиона тонн сажи. По мнению исследователей, этого количества копоти будет достаточно для того, чтобы температура над поверхностью планеты опустилась ниже рекордного уровня 1816 года.

Если же в схватку вступят супердержавы - Россия и США, то в атмосферу будет выброшено свыше 150 мегатонн сажи. Это станет причиной начала нового ледникового периода, сравнимого по своим погодным условиям с плейстоценовой эрой. Подробности подобного явления мы детально описали выше.

Точка зрения критиков данного прогноза

Никто не ставит под сомнение тот факт, что ядерное оружие - вещь наиболее разрушительная и страшная из всех, что существуют на планете. Однако многие люди, в том числе весьма опытные и образованные ученые, почему-то отрицают тот мрачный прогноз, который был создан в середине минувшего века. Наиболее ярым противником теории атомной зимы является Фред Сингер, который не только публикует свои труды, но и вступает в научные дискуссии с Саганом. Стоит подчеркнуть, что не просто "смягчает" прогноз, а приводит противоположные результаты исхода подобной войны. Он полагает, что после многочисленных ядерных взрывов наступит не похолодание, а парниковый эффект. Его воздействие на биосферу окажется не столь плачевным, климат придет в норму спустя малый период времени.

Сингер подчеркивает, что суть ядерной зимы исследователи заключили в нарушении работы биосферы, что повлечет за собой кардинальную смену климата, и в атомном заражении воздуха. Но все это сказка, составленная от незнания особенностей строения ядерного оружия. Мифы относительно данной тематики он представил по отдельности и опроверг каждый. Давайте изучим их.

Миф 1 - ядерное оружие способно пробить мантию

Данному роду оружия нередко приписывают подобные сверхъестественные свойства. Якобы даже в скалистых районах самые мощные боеголовки смогут полностью нарушить тектонический строй планеты и вывести мантию на поверхность Земли. Что же, на самом деле взрыв одной из наиболее мощных бомб, потенциал которой приравнивается к 58 Мт, образует воронку с диаметром примерно 1,5 км, и при этом ее глубина будет равна 200 метров. Поэтому о пробитии коры говорить тут нечего - это просто надуманный прогноз.

Миф 2 - все живое на Земле погибнет

И погибнет оно именно вследствие самого взрыва, который якобы будет настолько обширным, что за секунду уничтожит и живых существ, и постройки. Опровергнуть эту версию нам помогут небезызвестные атомные бомбардировки островов Хиросима и Нагасаки. В ходе данной военной операции были полностью уничтожены лишь эти населенные пункты, а все земли и воды, окружающие их, остались практически невредимыми.

Теперь давайте приведем конкретные цифры. 100 % населения погибнет в радиусе 4 км от взрыва. Еще 80 % пострадает на расстоянии 7,5 км от сильных разрушений зданий, иными словами, под обломками. А вот в радиусе уже в 10 км погибших будет не более 5 %, но при этом половина населения может получить травмы различной степени тяжести. Получается, что, воюя, державы смогут уничтожить друг друга, но не весь мир.

Миф 3 - новый ледниковый период

Или сама ядерная зима - называйте его как хотите. Именно так изображает Саган последствия ядерной атаки - с повсеместной сменой климата в ходе "заслонения" солнечного света и избытка сажи в атмосфере. Исследователь утверждает, что взрывы атомных бомб станут причинами лесных и городских пожаров. Смог, восходящий от них, достигнет стратосферы и создаст эффект ночи на несколько месяцев. Этого и будет достаточно для того, чтобы снизить температуру планеты на несколько десятков градусов.

Опровергая данную печальную версию, Сингер утверждал следующее. Во-первых, по лесным массивам никто "палить" не станет, так как лесной пожар даже на территории противника - вред всей планете. Во-вторых, пожары в современных городах, которые выстроены из металлопластика, а не из дерева, - это миф. Доказательством тому служили башни-близнецы, взорванные в 2001 году. Они не пылали, а дымились на протяжении долгих часов. Ну, и самое главное - Земля попросту не может воспламениться как спичка повсеместно. В одних регионах огонь остановит туман, в других - дождь, в третьих - снежный покров. Смог от огня не достигнет даже стратосферы, так как будет подавлен облаками и опустится на землю в виде черного дождя.

Миф 4 - радиационное заражение

Атомную зиму сложно себе представить без нашумевшего значка "Осторожно! радиация!" и без людей, которые уныло бродят по пустынной земле с разрушенными постройками в противогазах. Этот концепт нам вскармливали на протяжении десятилетий, но, как оказалось, от реальности он кардинально отличается, и тому даже есть очевидный пример. Это уже выше упомянутые острова Нагасаки и Хиросима, которые пострадали от весьма мощных и разрушительных атомных боеголовок. На тот момент люди, которые находились в эпицентре взрыва, погибли непосредственно от удара или же не выжили под обломками. Те, кто остался в живых, не мутировали и не заразились радиацией - они продолжили жить и выносили здоровое потомство. Ныне эти японские города живут и процветают, и ничто в них не намекает о тех постапокалиптических условиях, которые там наблюдались в 45 году.

На практике же скажем, что в современных боеголовках содержатся преимущественно короткоживущие изотопы. Через 7 часов после взрыва степень излучения падает в 10 раз, через 50 часов - в 100 раз, а через 350 часов - в 1000 раз.

Также отметим любопытный факт. Многие люди проживают в настолько радиоактивных уголках мира, что фон там сильно превышает допустимые пределы и является куда более высоким, нежели спустя 350 часов после взрыва бомбы. Так что заселять пораженную территорию можно будет спустя несколько месяцев.

Почему нас так пугают атомной войной?

Конечно же, в истории человечества было несчетное количество войн, которые не просто разрушили государства и унесли жизни людей, но и изрядно подпортили биосферу. Но неужели ядерные ракеты способны стереть с лица планеты все живое? Если бы это было действительно так, то даже враждующие страны знали бы, что истребив таким образом противника, они бы не смогли заселить его территорию.

Разговоры о тотальном ядерном разоружении начались примерно тогда, когда появилась концепция атомной зимы. Вся эта пропаганда внедрялась с целью настроить человечество на пацифистский лад, разоружить основные державы, которые обладают подобным потенциалом, и исключить шансы возникновения очередных стычек между народами.

Существует также менее "гуманная" версия. Она повествует, что программу ядерного разоружения основали Штаты с целью обезвредить основного противника - СССР. В итоге, как мы знаем, Горбачев подписал злополучный акт, в ходе которого Союз развалился и стал не таким страшным в глазах Америки.

Заключение

Изучив официальную теорию, узнав о ее правдах и неправдах, ознакомившись с фото ядерной зимы, мы понимаем, что в этом вопросе есть еще много загадок. Ответы на них хранятся лишь в узких правительственных кругах, но в народные массы они никогда не спустятся. Нам остается лишь надеяться не то, что ядерной бомбардировки, в принципе, никогда не будет, а как следствие, не будет и атомной зимы с ее "ледниковым периодом". Даже в случае, если официальная теория миф, и последствия будут не такими масштабными, как кажется, пережить еще одну "Хиросиму" никому не хочется.

Так что, в какой-то степени программа ядерного разоружения - это здорово, ведь пацифизм - одна из форм гуманизма. Человечество сейчас очень образовано и всесторонне развито, поэтому воевать и уничтожать друг друга будет крайне глупо и неразумно.

Температура Земли резко повысится.

Внезапные и длительные похолодания не обязательно означают человеческое вымирание. Это следует из того, что, например, Финляндия имеет примерно десятилетний запас еды плюс топливо в виде лесов, печи и навыки выживания при низких температурах. Чтобы все люди действительно погибли, ядерная зима должна длиться более ста лет и сопровождаться антарктическими температурами, но если учесть человеческую способность приспосабливаться, даже этого может быть недостаточно. (Конечно, если ядерная зима будет единственным неблагоприятным фактором, что неверно.)

Наиболее современные исследования климатических последствий полномасштабной ядерной войны опубликованы в статье Алана Робока и соавторов «Ядерная зима в современной модели климата при существующих ядерных арсеналах: последствия по-прежнему катастрофичны». Статья содержит обзор предыдущих исследований и разумные варианты ожидаемого выброса сажи. Расчет выполнен на основании современной метеорологической модели, проверенной на других приложениях.

В результате получается, что при полномасштабной войне современными (то есть сокращенными со времен холодной войны) ядерными арсеналами среднее снижение температуры по всей Земле составит около 7 градусов в течение нескольких лет, а последствия ядерной зимы будут ощущаться около 10 лет. Время очищения верхней тропосферы от сажи составит 4,6 года. При этом над континентами снижение температуры составит до 30 градусов, и в частности над Украиной не будет положительных температур в течение трех лет. Все это сделает невозможным ведение классического сельского хозяйства почти по всей Земле в течение нескольких лет. С другой стороны, над тропическими островами (Куба, Мадагаскар, Шри-Ланка) снижение температуры составит только несколько (5–7) градусов. Очевидно, что значительное число людей могли бы пережить такое похолодание. Однако подобная ситуация может спровоцировать борьбу за оставшиеся ресурсы, которая повысит риски дальнейших катастроф. Серия крупных вулканических извержений (вулканический пепел уходит из тропосферы с характерным временем в 1 год) могла бы дать такой же эффект.

Учитывая неопределенность в моделях, а также возможность затяжной ядерной войны и других причин затемнения атмосферы, можно предположить следующие теоретические варианты ядерной зимы:

1) Падение температуры на один градус , не оказывающее значительного влияния на человеческую популяцию. Как после извержения вулкана Пинатубо в 1991 году.

2) «Ядерная осень» – несколько лет температур, пониженных на 2–4 градуса, неурожаи, ураганы.

3) «Год без лета» – интенсивные, но относительно короткие холода в течение года, гибель значительной части урожая, голод и обморожения в некоторых странах. Это уже происходило после крупных извержений вулканов в VI веке нашей эры, в 1783 и в 1815 годах.

4) «Десятилетняя ядерная зима» – падение температуры на всей Земле на 10 лет на 30–40 градусов. Этот сценарий подразумевается моделями ядерной зимы. Выпадение снега на большей части Земли, за исключением некоторых экваториальных приморских территорий. Массовая гибель людей от голода, холода, а также оттого, что снег будет накапливаться и образовывать многометровые толщи, разрушающие строения и перекрывающие дороги. Большая часть населения Земли погибнет, однако миллионы людей выживут и сохранят ключевые технологии. Риски – продолжение войны за теплые места, неудачные попытки согреть Землю с помощью новых ядерных взрывов и искусственных извержений вулканов, переход в неуправляемый нагрев ядерного лета.

Однако даже если допустить этот сценарий, окажется, что мирового запаса рогатого скота (который замерзнет на фермах и будет храниться в таких естественных «холодильниках») хватит на годы, чтобы прокормить все человечество.

5) Новый ледниковый период . Является результатом предыдущего сценария за счет того, что от большого количества снега возрастет отражающая способность Земли и начнут нарастать новые ледяные шапки от полюсов и вниз, к экватору. Однако часть суши у экватора останется пригодной для жизни и сельского хозяйства. В результате цивилизации придется радикально измениться. (Трудно также представить огромные переселения народов без войн.) Многие виды живых существ вымрут, но большая часть разнообразия биосферы уцелеет, хотя в поисках хоть какой-то пищи люди будут уничтожать ее еще более безжалостно.

6) Необратимое глобальное похолодание. Оно может быть следующей фазой ледникового периода – при развитии событий в наихудшем случае. На всей Земле на геологически длительное время установится температурный режим, как в Антарктиде, океаны замерзнут, суша покроется толстым слоем льда. (Или как на Марсе – холодная сухая пустыня. Кстати, если все парниковые газы из атмосферы Земли исчезнут, то равновесная температура поверхности составит минус 23 градуса по Цельсию.) Жизнь уцелеет только около геотермальных источников на морском дне. Только высокотехнологичная цивилизация, способная строить огромные сооружения подо льдом, сможет пережить такое бедствие, но такая цивилизация могла бы, вероятно, найти способ обратить этот процесс. Последний раз Земля вошла в это состояние примерно 600 млн. лет назад, то есть до выхода животных на сушу, и смогла выйти из него только благодаря накоплению СО2 в атмосфере. В то же время за последние 100 000 лет было четыре обычных оледенения. Наконец, в случае, если бы Солнце вообще перестало светить, наихудшим исходом было бы превращение всей атмосферы в жидкий азот, что выглядит абсолютно невероятным.

Хотя варианты 5 и 6 относятся к самым маловероятным, они несут в себе наибольший риск. Эти варианты могли бы быть возможными при экстраординарно большом выбросе сажи и при наихудшем раскладе неизвестных нам природных закономерностей. Однако следует обратить внимание на то, что точная вероятность и продолжительность ядерной зимы и ее последствия невычислимы по причинам, которые обсуждаются в главе «Невычислимость». Это происходит потому, что мы по определению не можем поставить эксперимент, а также точно определить, насколько Моисеев и Саган были заинтересованы преувеличить опасность ядерной зимы, чтобы избежать войны.

Если бы некая сила задалась целью устроить ядерную зиму нарочно, то она смогла бы ее организовать, взорвав водородные бомбы в каменноугольных шахтах. Это, возможно, даст неизмеримо больший выброс сажи, чем атака на города. Если установить водородные бомбы с таймером на разные сроки, то можно поддерживать ядерную зиму неограниченно долго. Теоретически таким образом можно достичь устойчивого состояния «белого холодного шарика», отражающего весь солнечный свет, с полным вымерзанием океанов, которое станет самоподдерживающимся состоянием.

С другой стороны, когда сажа осядет, Земля, возможно, окрасится в черный свет, и ее способность нагреваться в солнечных лучах резко возрастет. Такое ядерное лето тоже может принять необратимый характер (с учетом остальных факторов глобального потепления) с переходом в «венерианскую» фазу нагрева.

Есть и другие факторы, которые могут привести к ядерному лету после или вместо ядерной зимы. Например, выброс большого количества парниковых газов при взрывах. Ядерное лето гораздо опаснее ядерной зимы, так как человек легче переносит охлаждение, чем нагрев (то есть, если принять комнатную температуру за 20 градусов, то человек вполне переносит мороз на улице в минус 50, то есть на 70 градусов ниже, но сможет выдержать подъем температуры не более чем на 30 градусов, то есть не больше 50 градусов по Цельсию на улице). Кроме того, системы обогрева работают индивидуально (лес плюс печка), а холодильники требуют наличия устойчивой централизованной инфраструктуры (производство холодильников плюс электроэнергия). Хранение продуктов питания при резком потеплении станет невозможным – они сгниют и сгорят. Поэтому, если у человечества будет выбор, то ему следует выбирать глобальную зиму, а не глобальное лето.

Энциклопедичный YouTube

1 / 5

Возможность возникновения ядерной зимы впервые была предсказана Г. С. Голицыным в СССР и Карлом Саганом в США. Позже эту гипотезу подтвердили модельными расчётами Вычислительного центра АН СССР. Эта работа была проведена академиком Н. Н. Моисеевым и профессорами В. В. Александровым и Г. Л. Стенчиковым . Ядерная война возможно приведёт к «глобальной ядерной ночи», которая продлится около года. Были рассмотрены две основные возможности: суммарная мощность ядерных взрывов 10 000 и 100 Мт. При мощности ядерных взрывов в 10 000 Мт солнечный поток у поверхности Земли сократится в 400 раз и время самоочищения атмосферы составит приблизительно 3-4 месяца. При мощности ядерных взрывов в 100 Мт солнечный поток у поверхности Земли сократится в 20 раз, а характерное время самоочищения атмосферы порядка месяца. При этом кардинальным образом изменяется весь климатический механизм Земли, что проявляется в исключительно сильном охлаждении атмосферы над материками (за первые 10 дней средняя температура должна снизиться на 15 градусов) . В отдельных районах Земли похолодание может достигнуть 30-50 градусов.

Эти работы получили широкий общественный резонанс в широкой печати разных стран . Впоследствии ряд физиков оспаривали достоверность и устойчивость полученных результатов, однако убедительного опровержения гипотеза не получила.

Современные расчёты

В современных работах 2007, 2008 гг. компьютерное моделирование показывает, что небольшая ядерная война, когда каждая воюющая сторона использует около 50 зарядов (примерно 0,3 % от текущего мирового арсенала на 2009 год), каждый из которых по мощности равен бомбе, взорванной над Хиросимой , взрывая их в атмосфере над городами, даст беспрецедентный климатический эффект, сравнимый с малым ледниковым периодом .

Согласно подсчётам американских учёных Оуэна Туна и Ричарда Турко, Индо -Пакистанская война с использованием боезарядов суммарной мощностью 750 кт привела бы к выбросу в стратосферу 6,6 млн тонн сажи . Такой степени загрязнения достаточно, чтобы температура на Земле опустилась ниже, чем в 1816 году («Год без лета »). Обмен ядерными ударами между Россией и США с использованием 4400 зарядов мощностью не более 100 кт каждый привел бы к выбросу 150 Мт сажи, тогда как используемая модель расчёта показывает, что уже 75 Мт сажи в стратосфере приведут к мгновенному падению значения потока энергии на м² земной поверхности, 25-процентному сокращению осадков и падению температуры ниже значений плейстоценового ледникового периода. Подобная картина сохранялась бы не менее 10 лет, что привело бы к катастрофическим последствиям для сельского хозяйства .

Критика

Концепция «ядерной зимы» основана на долгосрочных моделях изменения климата. В то же время, подробное численное и лабораторное моделирование начальной стадии развития крупномасштабных пожаров показало, что эффект загрязнения атмосферы имеет как местные, так и глобальные последствия. На основании полученных результатов сделан вывод о возможности ядерной зимы (Музафаров, Утюжников, 1995 , работы под руководством А. Т. Онуфриева в МФТИ ). Противники концепции «ядерной зимы» ссылались на то обстоятельство, что в ходе «ядерной гонки » в - гг. в мире было произведено около 2000 ядерных взрывов различной мощности в атмосфере и под землей . В совокупности, по их мнению, это равно эффекту затяжного полномасштабного ядерного конфликта. В этом смысле «ядерная война» уже состоялась, не приведя к глобальной экологической катастрофе.

Однако фундаментальные отличия ядерных испытаний от обмена ударами состоят в том, что [ ] :

• Испытания производились над пустыней или водой и не вызывали массовых пожаров и огненных штормов , пыль поднималась в атмосферу только за счёт энергии ядерного взрыва, а не энергии, накопленной в сгораемых материалах, для выделения которой ядерный взрыв является лишь «спичкой».
• При испытаниях поднималась в основном тяжёлая пыль из раздробленных и оплавленных горных пород, имеющая большую плотность и высокое отношение массы к площади, то есть склонная к быстрому оседанию. Сажа от пожаров имеет меньшую плотность и более развитую поверхность, что позволяет ей дольше удерживаться в воздухе и подниматься выше с восходящими потоками.
• Испытания были растянуты по времени, а в случае войны пыль и сажа будут выброшены в воздух одномоментно.

Вместе с тем, по мнению противников концепции «ядерной зимы», такие расчёты не учитывают разработанные ещё в 1960-е годы контрсиловые сценарии ядерного конфликта. Речь идет о вариантах ведения военных действий, когда целями для ядерных ударов выступают только пусковые установки противника, а против его городов ядерное оружие не применяется.

Выброс сажи в стратосферу как причина «ядерной зимы» также критикуется как маловероятное событие. При поражении современного города выброс сажи рассчитывается по принципу использования схемы лесного пожара с учётом гораздо большего количества топлива, существующего на той же территории. Поскольку пламя во время пожара гораздо быстрее распространяется по вертикали, чем по горизонтали, то стоящие здания образуют благоприятные условия для возникновения массовых пожаров. В статье И. М. Абдурагимова (недоступная ссылка с 11-11-2016 ) приводится жесткая критика по количеству сажи, который выделится в результате полномасштабной ядерной войны. По его мнению мощность термоядерного оружия настолько велика, что при поражении современного города поверхность оплавляется и «сравнивается с землей», тем самым погребая пожароопасный материал под несгораемыми остатками строений.

Природные аналогии

Выбросы большого количества сажи во время извержений вулканов имеют значительно меньший эффект на климат.Например, во время извержения вулкана Тамбора на индонезийском острове Сумбава в 1815 году было выброшено около 150 км³ сажи. Значительное количество вулканического пепла оставалось в атмосфере на высотах до 80 км в течение нескольких лет и вызывало интенсивную окраску зорь, но глобальная температура упала лишь на 2,5 °C . Последствия этого явления, конечно, были весьма тяжелы для сельского хозяйства, уровень которого в то время был весьма примитивным по современным понятиям, но всё же не привели к депопуляции регионов, где население голодало в результате неурожаев.

Также теория ядерной зимы не учитывает парниковый эффект от гигантских выбросов углекислого и других парниковых газов вследствие массового применения ядерного оружия, а также то, что в первое время после войны падение температуры от прекращения доступа к солнечному свету будет компенсироваться огромными тепловыми выбросами от пожаров и самих взрывов.

Как минимум, с начала 1960-х годов и, по крайней мере, до 1990 года наблюдалось постепенное уменьшение количества солнечного света, достигающего поверхности Земли, это явление называют глобальным затемнением . Главной его причиной являются пылевые частицы, попадающие в атмосферу при вулканических выбросах и в результате производственной деятельности. Наличие таких частиц в атмосфере создает охлаждающий эффект, возникающий благодаря их способности отражать солнечный свет. Два побочных продукта сжигания ископаемого топлива - CO 2 и аэрозоли - на протяжении нескольких десятилетий частично компенсировали друг друга, уменьшая эффект потепления в этот период .

В изолированных районах с высокой концентрацией сажи, например, в сельских районах Индии, до 50 % потепления у поверхности земли маскируются облаками из сажи . При выпадении на поверхность, особенно на ледники или на снег и лед в Арктике, частицы сажи приводят к нагреву поверхности за счет снижения её альбедо .

Учёный Фред Сингер так высказался на эту тему (недоступная ссылка с 11-11-2016 ) :

Я всегда считал «ядерную зиму» научно неподтвержденным обманом , о чём я и говорил в моей дискуссии с Карлом Саганом во время обсуждения в Nightline. Данные, полученные во время нефтяных пожаров в Кувейте, поддерживают эту точку зрения. На самом деле, ядерные взрывы могли бы создать сильный парниковый эффект и вызвать потепление, а не похолодание. Будем надеяться, что мы никогда не узнаем, как это произойдет на самом деле.

Теоретические варианты ядерной зимы

1. Падение температуры на один градус на один год, не оказывающее значительного влияния на человеческую популяцию.
2. Ядерная осень – снижение температуры на 2-4 °С в течение нескольких лет; имеют место неурожаи, ураганы.
3. Год без лета – интенсивные, но относительно короткие холода в течение года, гибель значительной части урожая, голод и смерть от холода в некоторых странах. [Волков 2007] [ ]
4. Десятилетняя ядерная зима – падение температуры на всей Земле в течении 10 лет примерно на 30-40 °С. Этот сценарий подразумевается моделями ядерной зимы. Выпадение снега на большей части земли, за исключением некоторых экваториальных приморских территорий. Массовая гибель людей от голода, холода, а также от того, что снег будет накапливаться и образовывать многометровые толщи, разрушающие строения и перекрывающий дороги. Гибель большей части населения Земли, однако миллионы людей выживут и сохранят ключевые технологии. Риски: продолжение войны за тёплые места, неудачные попытки согреть Землю с помощью новых ядерных взрывов и искусственных извержений вулканов, переход в неуправляемый нагрев ядерного лета. Однако даже если допустить этот сценарий, окажется, что одного только мирового запаса рогатого скота (который замёрзнет на своих фермах и будет храниться в таких естественных «холодильниках») хватит на годы прокорма всего человечества, а Финляндия имеет стратегический запас еды (зерна) на 10 лет.

   Файл:Nuclear winter 1.jpg

   Ядерная зима

5. Новый ледниковый период. Является гипотетическим продолжением предыдущего сценария, в ситуации, когда отражающая способность Земли возрастает за счёт снега, и начинают нарастать новые ледяные шапки от полюсов и вниз, к экватору. Однако часть суши у экватора остаётся пригодной для жизни и сельского хозяйства. В результате цивилизации придётся радикально измениться. Трудно представить огромные переселения народов без войн. Много видов живых существ вымрет, но большая часть разнообразия биосферы уцелеет, хотя люди будут уничтожать её ещё более безжалостно в поисках хоть какой-либо пищи. Люди уже пережили несколько ледниковых периодов, которые могли начаться весьма резко в результате извержений сверхвулканов и падений астероидов (извержение вулкана Тоба).
6. Необратимое глобальное похолодание. Оно может быть следующей фазой ледникового периода, при наихудшем развитии событий. На всей Земле на геологически длительное время установится температурный режим, как в Антарктиде, океаны замерзнут, суша покроется толстым слоем льда. Только высокотехнологичная цивилизация, способная строить огромные сооружения подо льдом, может пережить такое бедствие, но такая цивилизация могла бы, вероятно, найти способ обратить вспять этот процесс. Жизнь может уцелеть только около геотермальных источников на морском дне.

Последний раз Земля вошла в это состояние примерно 600 млн. лет назад, то есть до выхода животных на сушу, и смогла выйти из него только благодаря накоплению СО2 в атмосфере [ ] . В то же время, за последние 100 000 лет было четыре обычных оледенения, которые не привели ни к необратимому обледенению, ни к человеческому вымиранию, а значит, наступление необратимого обледенения является маловероятным событием. Наконец, в случае, если бы Солнце вообще перестало светить, наихудшим исходом было бы превращение всей атмосферы в жидкий азот, что выглядит абсолютно невероятным. [ ]

См. также

Примечания

1. P. J. Crutzen, J.W. Birks The atmosphere after a nuclear war: Twilight at noon. Ambio 11 , 114 (1982).
2. R. P. Turco et. al. Nuclear winter-Global consequences of multiple nuclear-explosions. Science 222 , 1283 (1983). DOI :10.1126/science.222.4630.1283
3. J. E. Penner et al. Smoke-plume distributions above large-scale fires-Implications for simulations of nuclearwinter. J ClimateApplMeteorol 25 , 1434 (1986).
4. S. J. Ghan et. al. Climatic response to large atmospheric smoke injections - sensitivity studies with a tropospheric general-circulation model. J Geophys Res Atmos 93 , 315 (1988).
5. Загрязнение воздуха в Китае напоминает ядерную зиму . // inosmi.ru. Проверено 28 марта 2014.
6. Александров В. В. Об одном вычислительном эксперименте, моделирующем последствия ядерной войны. Вычислительная математика и математическая физика , 1984, т. 24, стр. 140-144
7. Стенчиков Г. Л. Климатические последствия ядерной войны: выбросы и распространение оптически активных примесей в атмосфере. Сообщения по прикладной математике. М., Вычислительный центр АН СССР , 1985, 32 c.
8. В. П. Пархоменко, Г. Л. Стенчиков Математическое моделирование климата. М.: Знание, 1986, 4
9. Н. Моисеев Экология человечества глазами математика. М.: Молодая гвардия, 1988. Изучение биосферы с помощью машинных экспериментов. Оценка последвствий ядерной войны.
10. Laurence Badash Massachusetts Institute of Technology, 2009 ISBN 0-262-01272-3 ISBN 978-0-262-01272-0 (англ.)
11. Alan Robock Time to Bury a Dangerous Legacy - Part II Climatic catastrophe would follow regional nuclear conflict A Publication of Yale Center for the Study of Globalization: «YaleGlobal», 17 March 2008 (англ.)




«Того же лета было знамение на небеси... Тогда же засуха была,
земля и болота горели; того же лета мгла стала 6 недель,
солнца не видели, и рыбы в воде мерли,
и птицы на землю падали, не могли летати...».
Софийская первая летопись, 1431 год






Прогнозы ядерной зимы были получены одновременно и независимо учеными СССР и США в 1983-1985 гг. В предлагаемой вашему вниманию статье изложена история разработки этого вопроса и даны результаты прогноза полученных в СССР сценариев ядерной войны, а также климатических и некоторых экологических ее последствий (гибели растительности от холода и уменьшения освещенности, исчезновения видов). Согласно принятому сценарию, ядерная зима начинается в результате крупномасштабной ядерной войны между двумя крупнейшими странами (суммарная мощность ядерных взрывов равна 10 000 Мт). Главным действующим фактором при ее возникновении являются сильнейшие пожары в крупных городах, перешедшие в «огненные смерчи». Образовавшиеся сажа и мелкодисперсная пыль перекрывают солнечное излучение. В атмосфере существуют механизмы, препятствующие выпадению ядерных аэрозолей в течение длительного времени. Расчеты показывают, что ядерный аэрозоль за две недели покрывает Северное полушарие Земли, а за два месяца переходит в Южное полушарие. Величина понижения температуры в разных точках земной поверхности составляет от 5 до 60 градусов. Длительности процесса - до года.
Согласно расчетам, та страна, которая начинает ядерную войну, неминуемо погибает от своих или чужих ядерных ударов. Растительность и животный мир погибают в зависимости от того, в какой период года происходит ядерный конфликт. Наиболее опасно, когда ядерная война начинается летом, когда растения в наименьшей степени выносят уменьшение температуры и снижение освещенности.
Также проведены расчеты ядерной зимы при меньшей суммарной мощности ядерных взрывов - 100 Мт. При этом ядерная зима будет сопровождаться почти таким же падением температуры, но на более короткое время - три месяца.



Введение

Почти 30 лет назад, в 1983-1985 годах, одновременно и независимо учеными СССР и США были сделаны прогнозы ядерной зимы. Эти прогнозы имели огромное значение для детального представления человечеством, во-первых, о том, что мир, может быть легко разрушен, и это будет глобальная катастрофа, а во-вторых, что его можно и нужно сохранит ь, и это реально достижимо . Тогда в результате разработки прогнозов ядерной зимы люди поняли, что развязывание крупномасштабной ядерной войны недопустимо - это приведет цивилизацию к разрушению, а наличие большого количества ядерного оружия у двух сильнейших ядерных стран является не только фактором агрессии, но и сдерживающим фактором, обеспечивающим человечеству жизнь без мировых войн. Весьма важно, что усилия «обычных» ученых СССР и США дали то, чего не смогли получить специальные службы в обеих странах, призванные обеспечить правительства необходимыми знаниями, это был их «недосмотр». В настоящее время, когда фундаментальная наука во всех развитых странах активно развивается, а в России - уничтожается, прорыв в науке, сделанный в то время, напоминает нам, что когда-то в двух сильнейших странах был относительный паритет не только по наступательным вооружениям, но и по уровню фундаментальной науки и ее прикладным результатам, каким являлись результаты моделирования ядерной зимы.


История

В начале 80-х годов П. Крутцен и Дж. Биркс обратили внимание на то, что во II мировой войне в результате ковровых бомбардировок американской авиацией немецких городов Гамбург, Дрезден, Кассель и Дармштадт возникали масштабные пожары, в которых образовывались крупные восходящие потоки воздуха - «огненные штормы». Они выдвинули идею, что в результате ядерных бомбардировок крупных городов может быть превышена некая критическая масса возникших пожаров, и тогда они станут гигантскими, будет гореть все, высоко в атмосферу взлетят гигантские массы дыма и сажи, которые, распространившись на огромные расстояния, перекроют солнечное излучение, и температура атмосферы значительно уменьшится. Этот эффект они назвали «ядерная зима».
В начале 1983 г. группа крупных ученых-климатологов собралась вместе, они согласовали совместный сценарий, определяющий, сколько продуктов горения будет распылено в атмосфере, на какую высоту, какие размеры частиц и т.п. Среди них был и наш коллега - сотрудник ВЦ АН СССР В.В. Александров. К осени вычисления были закончены, и оказалось, что результаты примерно совпали - падение температуры по прогнозам должно было составить около 20-30 градусов, что потрясло всех. Так начались ставшие всемирно известными работы по прогнозированию ядерной зимы.
То, что среди американских ученых был один советский, не было случайностью. Возможность такого сотрудничества была достигнута в результате инициативы академика Никиты Николаевича Моисеева. В конце 70-х он основал в Вычислительном центре АН СССР два подразделения для изучения и моделирования глобальных биосферных процессов биосферы. Одно было призвано моделировать климатические процессы, другое - экологические. К началу 80-х годов В.В. Александровым была разработана математическая модель климата Земли самого сложного типа - модель общей циркуляции атмосферы и океана, позволяющая рассчитывать изменения климата на всей поверхности Земли и на разных высотах . К этому же времени А.М. Тарко разработал экологическую модель - модель биогеохимического цикла двуокиси углерода в биосфере - также с пространственным разбиением . Обе модели были единственными в стране, на которых можно было рассчитывать долгосрочные прогнозы с учетом пространственного разбиения суши и океана.

← Вернуться