Iarnă nucleară

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 25 aprilie 2022; verificările necesită 3 modificări .

Iarna nucleară  este o stare globală ipotetică a climei Pământului ca urmare a unui război nuclear la scară largă . Se presupune că, ca urmare a îndepărtării unei anumite cantități de fum și funingine în stratosferă , cauzate de incendii extinse în timpul exploziei a câteva sute de focoase nucleare , temperatura planetei va scădea peste tot în zona arctică, ca urmare a unui creștere semnificativă a reflectării luminii solare din atmosfera superioară [1] [2] [3 ] [4] .

Nașterea teoriei

Posibilitatea unei ierni nucleare a fost prezisă pentru prima dată de G. S. Golitsyn în URSS și de Carl Sagan [2] în SUA .

În același timp, este semnificativ faptul că raționamentul lui C. Sagan a fost de natură calitativă (descriptivă) „pe baza unor considerații generale” și a unor calcule foarte aproximative, care, împreună cu faima sa nu numai ca om de știință, ci și ca om de știință. popularizator activ al științei (mai mult, un număr de colegi, de exemplu, Robert Chastrow, au existat plângeri împotriva lui K. Sagan cu privire la acuratețea justificării științifice a raționamentului său - „Calculele profesorului Sagan ignoră legile gravitației. În acest sens, dr. . Velikovsky a fost cel mai bun astronom.") Și chiar și autorul romanului științifico-fantastic „Contact” (despre o întâlnire cu reprezentanții unei civilizații extraterestre), a condus la o percepție necritică și pur și simplu neglijarea acestei previziuni a consecințelor unui nuclear. război de mulți oameni de știință.

Academicianul rus N. N. Moiseev și-a propus să verifice această ipoteză prin calcule numerice bazate pe utilizarea modelelor matematice ale oceanului mondial și ale atmosferei pământului dezvoltate la acea vreme atât în ​​URSS, cât și în SUA, care nu mai puteau fi pur și simplu „scăpat din umeri”. . Această ipoteză a fost confirmată pentru prima dată de calculele modelului de la Centrul de calcul al Academiei de Științe a URSS . Această lucrare a fost realizată de academicianul N. N. Moiseev și profesorii V. V. Aleksandrov [6] și G. L. Stenchikov [7] folosind modelul biosferic Gaia [8] .

Această lucrare a stârnit inițial neîncredere și critici la adresa colegilor americani, dar nu a mai fost posibil să o ignorăm pur și simplu, iar americanii, la rândul lor, au efectuat o serie de calcule pe modelele lor ale oceanului și atmosferei. Compararea rezultatelor a arătat atât validitatea predicției fenomenului „iarnă nucleară” în baza ipotezelor făcute, cât și acordul ridicat al detaliilor prognozelor grupurilor de oameni de știință sovietice și americane, în ciuda anumitor diferențe în abordările de modelare și capabilitățile modelelor matematice construite în sine și ale modelelor de calcul corespunzătoare.

Detalii de modelare predictivă

Un război nuclear va duce probabil la o „noapte nucleară globală” care va dura aproximativ un an. Au fost luate în considerare două posibilități principale: randamentul total al exploziilor nucleare de 10.000 și 100.000 de megatone.

Cu o putere de explozie nucleară de 100.000 de megatone, fluxul solar de lângă suprafața Pământului va fi redus cu un factor de 400, iar timpul pentru autopurificarea atmosferei va fi de aproximativ 3-4 luni. Cu o putere a exploziilor nucleare de 10.000 de megatone, fluxul solar de lângă suprafața Pământului va fi redus cu un factor de 20, iar timpul caracteristic pentru autopurificarea atmosferei este de aproximativ o lună. În același timp, întregul mecanism climatic al Pământului se modifică radical, ceea ce se manifestă printr-o răcire excepțional de puternică a atmosferei peste continente (în primele 10 zile, temperatura medie ar trebui să scadă cu 15 grade) [9] [10 ] ] . În unele zone ale Pământului, răcirea poate ajunge la 30-50 de grade. În ciuda acestui fapt, calculele echipei lui Sagan au arătat că sistemul climatic ar trebui să revină la normal la aproximativ un an după declanșarea unui conflict nuclear.

Aceste lucrări au primit un larg răspuns public în presa nespecializată din diferite țări [11] .

Conturi moderne

În lucrările moderne din 2007, 2008. simulările pe computer arată că un mic război nuclear, în care fiecare beligerant folosește aproximativ 50 de încărcături (aproximativ 0,3% din actualul arsenal mondial în 2009), fiecare dintre ele egală ca putere cu o bombă detonată peste Hiroshima , detonându-le în atmosferă deasupra orașelor. , va da un efect climatic fără precedent comparabil cu Mica Eră de Gheață [12] .

Conform calculelor oamenilor de știință americani Owen Tun și Richard Turco , războiul indo - pakistanez cu utilizarea focoaselor cu o capacitate totală de 750 de kilotone ar duce la eliberarea a 6,6 milioane de tone de funingine în stratosferă . Acest grad de poluare este suficient pentru a trimite temperatura Pământului sub cea din 1816 (" Un an fără vară "). Un schimb de lovituri nucleare între Rusia și Statele Unite folosind 4400 de încărcături cu o capacitate de cel puțin o megatone fiecare ar duce la eliberarea a 150 de megatone de funingine, în timp ce modelul de calcul folosit arată că deja 75 de megatone de funingine în stratosferă vor duce la o scădere rapidă a valorii fluxului de energie pe m² de suprafață terestră, o reducere cu 25 la sută a precipitațiilor și o scădere a temperaturii sub valorile epocii glaciare din Pleistocen . Un astfel de tablou ar persista cel puțin 10 ani, ceea ce ar duce la consecințe catastrofale pentru agricultură [13] . În același timp, este de remarcat faptul că în aceste calcule, exploziile de sol au fost utilizate și în datele inițiale fără a lua în considerare o răspândire semnificativă a puterii, ceea ce a dus la modelarea celor mai puternice incendii în orașe și păduri ( așa-numita tornadă de foc ), care, împreună cu subestimarea de aproape trei ori a numărului de focoase, dă motive să judeci rezultatele lor destul de nivelate, iar realitatea poate fi mult mai dezastruoasă.

Critica

Conceptul de „iarnă nucleară” se bazează pe modele pe termen lung ale schimbărilor climatice. În același timp, modelarea detaliată numerică și de laborator a stadiului inițial de dezvoltare a incendiilor la scară largă a arătat că efectul poluării atmosferice are consecințe atât locale, cât și globale. Pe baza rezultatelor obținute, s-a tras o concluzie despre imposibilitatea unei ierni nucleare (Muzafarov, Utyuzhnikov, 1995 [14] , lucru sub supravegherea lui A. T. Onufriev la Institutul de Fizică și Tehnologie din Moscova [15] ). Oponenții conceptului de „iarnă nucleară” s-au referit la faptul că în timpul „ cursei nucleare ” din 1945-1998, în lume s-au produs aproximativ 2.000 de explozii nucleare de diferite puteri în atmosferă și în subteran [16] . Împreună, în opinia lor, acest lucru este egal cu efectul unui conflict nuclear prelungit pe scară largă. În acest sens, „războiul nuclear” a avut deja loc fără a duce la o catastrofă de mediu globală.

Cu toate acestea, diferența fundamentală dintre testarea nucleară și schimbul de lovituri este aceea :

În același timp, potrivit oponenților conceptului de „iarnă nucleară”, astfel de calcule nu țin cont de scenariile de contraforță ale unui conflict nuclear dezvoltat încă din anii 1960. Vorbim despre opțiunile de desfășurare a operațiunilor militare, când doar lansatoarele inamice sunt ținta loviturilor nucleare, iar armele nucleare nu sunt folosite împotriva orașelor sale. Cu toate acestea, chiar și în cazul loviturilor asupra mega-orașelor, cantitatea de funingine eliberată va fi cu două ordine de mărime mai mică decât în ​​cazul unei lovituri asupra unei păduri, iar o tornadă de incendiu nu se va forma deloc. Ca dovadă, se invocă faptul că calculele furtunii de foc se bazează pe consecințele bombardamentului de la Hiroshima, care în 1945 a constat aproape în întregime din clădiri din lemn și in, în timp ce orașele moderne sunt construite din beton și piatră incombustibilă.

Eliberarea de funingine în stratosferă ca cauza unei „ierni nucleare” a fost, de asemenea, criticată ca un eveniment improbabil. Atunci când un oraș modern este lovit, emisia de funingine este calculată conform principiului utilizării unei scheme de incendiu forestier , ținând cont de cantitatea mult mai mare de combustibil care există în aceeași zonă. Deoarece flacăra în timpul unui incendiu se răspândește mult mai repede pe verticală decât pe orizontală, clădirile în picioare formează condiții favorabile pentru izbucnirea unor incendii masive. Articolul lui I. M. Abduragimov [17] oferă o critică aspră a cantității de funingine care va fi eliberată ca urmare a unui război nuclear la scară largă. Puterea armelor termonucleare este atât de mare încât atunci când un oraș modern este lovit, suprafața este topită și nivelată cu pământul cu o lovitură puternică, îngropând astfel materialul inflamabil sub resturile ignifuge ale clădirilor.

Analogii naturale

Emisiile de cantități mari de funingine în timpul erupțiilor vulcanice au un efect mult mai mic asupra climei. De exemplu, în timpul erupției vulcanului Tambora de pe insula indoneziană Sumbawa în 1815, aproximativ 150 de megatone de funingine au fost aruncate afară. O cantitate semnificativă de cenușă vulcanică a rămas în atmosferă la altitudini de până la 80 km timp de câțiva ani și a provocat o colorare intensă a zorilor, dar temperatura globală a scăzut cu doar 2,5 ° C. Consecințele acestui fenomen au fost, desigur, foarte dificile pentru agricultură, al cărei nivel la acea vreme era foarte primitiv în termeni moderni, dar tot nu a dus la depopularea regiunilor în care populația era foametă ca urmare a neregulilor recoltelor. [18] .

De asemenea, teoria iernii nucleare nu ține cont de efectul de seră din emisiile gigantice de dioxid de carbon și alte gaze cu efect de seră din cauza utilizării masive a armelor nucleare, precum și de faptul că scăderea temperaturii din cauza accesului redus la lumina soarelui va să fie compensate de emisiile termice uriașe de la incendiile și exploziile probabile.

Cel puțin de la începutul anilor 1960 și cel puțin până în 1990, a avut loc o scădere treptată a cantității de lumină solară care ajunge la suprafața Pământului, fenomen numit diminuare globală [20] . Cauza sa principală sunt particulele de praf care intră în atmosferă în timpul emisiilor vulcanice și ca urmare a activităților industriale. Prezența unor astfel de particule în atmosferă creează un efect de răcire datorită capacității lor de a reflecta lumina soarelui. Cele două produse secundare ale arderii combustibililor fosili, CO 2 și aerosoli, s-au compensat parțial reciproc pe parcursul mai multor decenii, reducând efectul de încălzire în această perioadă [21] [22] .

În zonele izolate cu concentrații mari de funingine, precum India rurală, până la 50% din încălzirea din apropierea suprafeței solului este mascată de norii de funingine [23] . Atunci când cad la suprafață, în special pe ghețari sau pe zăpadă și gheață din Arctica, particulele de funingine conduc la încălzirea suprafeței datorită scăderii albedo -ului său [24] .

Omul de știință Fred Singer are de spus despre acest subiect [25] :

Am considerat întotdeauna „iarna nucleară” o farsă neverificată științific , despre care am vorbit în discuția mea cu Carl Sagan în timpul discuției Nightline. Dovezile de la incendiile cu petrol din Kuweit susțin acest punct de vedere. De fapt, exploziile nucleare ar putea crea un puternic efect de seră și pot provoca încălzire, nu răcire. Să sperăm că nu știm niciodată cum se întâmplă de fapt.

Text original  (engleză)[ arataascunde] Am considerat întotdeauna „iarna nucleară” o farsă și incorectă din punct de vedere științific – și am spus acest lucru în dezbaterea mea Nightline cu Carl Sagan. Datele din incendiile petroliere din Kuweit susțin acest punct de vedere. De fapt, exploziile nucleare ar crea un efect de seră puternic și ar provoca mai degrabă încălzire decât răcire. Să sperăm că nu trebuie să aflăm niciodată.

Opțiuni teoretice pentru iarna nucleară

  1. O scădere a temperaturii de un grad într-un an care nu afectează semnificativ populația umană.
  2. Toamna nucleară - o scădere a temperaturii cu 2-4 ° C timp de câțiva ani; sunt răni de recoltă, uragane.
  3. Un an fără vară  - frig intens dar relativ scurt în timpul anului, moartea unei părți semnificative a recoltei, foamete și epidemii în iarna următoare, un exemplu istoric este următorul, 1816, după erupția vulcanului Tambora [26] ] .
  4. O iarnă nucleară de zece ani este o scădere a temperaturii pe întregul Pământ cu aproximativ 15-20 ° C pe parcursul a 10 ani. Acest scenariu este implicit în multe modele nucleare de iarnă. Zăpadă peste cea mai mare parte a Pământului, cu excepția unor zone de coastă ecuatoriale. Moarte în masă de oameni din cauza foametei, frigului și, de asemenea, din cauza faptului că zăpada se va acumula și se va forma de mulți metri grosime, distrugând clădiri și blocând drumurile. Cea mai mare parte a populației lumii este probabil să moară, dar 10-50% (conform diferitelor estimări) dintre oameni vor supraviețui și vor păstra cea mai mare parte a tehnologiei. În medie, un astfel de scenariu va da înapoi civilizația în dezvoltare cu aproximativ 20, maximum 50 de ani. Riscuri: continuarea războiului pentru locuri calde, încercări nereușite de a încălzi Pământul cu ajutorul unor noi explozii nucleare și erupții vulcanice artificiale, trecerea la încălzirea necontrolată a verii nucleare. Cu toate acestea, chiar dacă acest scenariu este permis, se va dovedi că doar stocul mondial de vite (care va îngheța în fermele lor și va fi depozitat în astfel de „frigidere”) naturale va fi suficient pentru a hrăni toată omenirea supraviețuitoare tot timpul, iar Finlanda și Norvegia, de exemplu, au stocuri strategice de cereale pentru redresarea rapidă a agriculturii.
  5. Noua epocă de gheață. Este un scenariu extrem de improbabil pentru continuarea celui precedent, într-o situație în care reflectivitatea Pământului crește din cauza zăpezii, iar noi calote glaciare încep să crească de la poli și în jos până la ecuator. Cu toate acestea, o parte din terenul din apropierea ecuatorului rămâne potrivită pentru viață și agricultură. Ca urmare, civilizația va trebui să se schimbe radical. Este greu de imaginat migrații uriașe ale popoarelor fără războaie. Multe specii de ființe vii vor muri, dar cea mai mare parte a diversității biosferei va supraviețui. Oamenii au experimentat deja mai multe ere glaciare, care ar putea începe destul de brusc ca urmare a erupțiilor supervulcanilor și a căderilor de asteroizi ( erupția Toba ). Cu o astfel de dezvoltare a evenimentelor, revenirea la starea inițială poate dura aproximativ o sută de ani.
  6. Răcire globală ireversibilă. Ar putea fi următoarea fază a erei glaciare, într-un scenariu cel mai rău, dar aproape improbabil. Pe întreg Pământul, pentru o perioadă îndelungată din punct de vedere geologic, se va stabili un regim de temperatură, ca și în Antarctica, oceanele vor îngheța, pământul va fi acoperit cu un strat gros de gheață. Viața poate supraviețui doar în oceane.

Ultima dată când Pământul a intrat în această stare a fost acum aproximativ 600 de milioane de ani, adică înainte ca animalele să aterizeze, înapoi în Criogenie , și a putut să iasă din ea datorită acumulării de CO 2 în atmosferă [Hoffman, Schrag 2000 ] . În același timp, în ultimii 100.000 de ani, au existat patru glaciații obișnuite care nu au dus nici la înghețare ireversibilă, nici la dispariția umană, ceea ce înseamnă că apariția givrării ireversibile este un eveniment puțin probabil.

Vezi și

Note

  1. ↑ PJ Crutzen, JW Birks Atmosfera după un război nuclear: Twilight at noon. Ambio 11 , 114 (1982).
  2. ↑ 1 2 R. P. Turco et. al. Iarna nucleară — Consecințele globale ale exploziilor nucleare multiple. Science 222 , 1283 (1983). doi : 10.1126/science.222.4630.1283
  3. ↑ JE Penner și colab. Distribuții de fum-pene deasupra incendiilor la scară largă - Implicații pentru simulările iernii nucleare. J ClimateApplMeteorol 25 , 1434 (1986).
  4. ↑ SJ Ghan et. al. Răspunsul climatic la injecțiile mari de fum atmosferic - studii de sensibilitate cu un model de circulație generală troposferică. J Geophys Res Atmos 93 , 315 (1988).
  5. ↑ Poluarea aerului din China este ca o iarnă nucleară . // inosmi.ru. Preluat: 28 martie 2014.
  6. ↑ Alexandrov V. V. Despre un experiment de calcul care simulează consecințele unui război nuclear. Computational Mathematics and Mathematical Physics , 1984, vol. 24, pp. 140-144
  7. ↑ Stenchikov G. L. Consecințele climatice ale unui război nuclear: emisiile și distribuția impurităților optic active în atmosferă. Comunicări despre matematică aplicată. M., Centrul de calcul al Academiei de Științe a URSS , 1985, 32 p.
  8. ↑ Moiseev, 1988 , p. 73.
  9. ↑ V. P. Parkhomenko, G. L. Stencikov. Modelarea matematică a climei. - M . : Knowledge , 1986. - (Nou în viață, știință, tehnologie. Seria „Matematică. Cibernetică”; Nr. 4, 1986).
  10. ↑ Moiseev, 1988 .
  11. ↑ Laurence Badash Povestea de iarnă nucleară Institutul de Tehnologie din Massachusetts, 2009 ISBN 0-262-01272-3 ISBN 978-0-262-01272-0 
  12. ↑ Alan Robock E timpul să îngropam o moștenire periculoasă - Partea a II-a Catastrofa climatică va urma conflictului  nuclear regional
  13. ↑ Owen B. Toon, Alan Robock și Richard P. Turco „ Consecințele de mediu ale războiului nuclear ” // Physics Today. 2008. ( tradus în rusă )
  14. ↑ Modelarea răspândirii poluării la un incendiu mare în atmosferă, Soros Educational Journal, V.7, Nr. 4, p. 122-127 (2001) , S. V. Utyuzhnikov
  15. ↑ Simulări numerice și experimentale ale conflagrațiilor la scară largă în atmosfera stratificată . flux.aps.org. Preluat: 11 noiembrie 2016.
  16. ↑ Cronologia testelor nucleare . www.atomicarchive.com. Preluat: 11 noiembrie 2016.
  17. ↑ Copie arhivată . Preluat la 2 ianuarie 2016. Arhivat din original la 5 martie 2016. I. M. Abduragimov „Despre eșecul conceptului de „noapte nucleară” și „iarnă nucleară” din cauza incendiilor după o înfrângere nucleară”
  18. ↑ Mount Pinatubo as a Test of Climate Feedback Mechanisms , Alan Robock, Departamentul de Științe ale Mediului, Universitatea Rutgers 
  19. ↑ Forțarea radiativă antropogenă și naturală
  20. ↑ 3.4.4.2 Radiații de suprafață // Schimbări climatice 2007: Grupul de lucru I: Baza științei fizice  / Solomon, S; D. Qin; M. Manning; Z Chen; M. Marchiz; KB Averyt; M. Tignor; HL Miller. - 2007. - ISBN 978-0-521-88009-1 .
  21. ↑ Hansen, J; Sato, M; Ruedy, R; Lacis, A; Oinas, V. Încălzirea globală în secolul al XXI-lea: un scenariu alternativ   // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal. - 2000. - Vol. 97 , nr. 18 . - P. 9875-9880 . - doi : 10.1073/pnas.170278997 . - . — PMID 10944197 .
  22. ↑ Ramanathan, V.; Carmichael, G. Schimbările climatice globale și regionale datorate carbonului negru  // Nature Geoscience  : journal  . - 2008. - Vol. 1 , nr. 4 . - P. 221-227 . - doi : 10.1038/ngeo156 . - Cod biblic .
  23. ↑ Ramanathan V. , Chung C. , Kim D. , Bettge T. , Buja L. , Kiehl JT , Washington WM , Fu Q. , Sikka DR , Wild M. Atmospheric brown clouds: impacts on South Asian Climate and hydrological cycle.  (engleză)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. - 2005. - Vol. 102, nr. 15 . - P. 5326-5333. - doi : 10.1073/pnas.0500656102 . — PMID 15749818 .
  24. ↑ Ramanathan, V., et al. Rezumatul raportului (PDF). Nori bruni atmosferici: Raport de evaluare regională cu accent pe Asia . Programul Națiunilor Unite pentru Mediu (2008). Arhivat din original pe 18 iulie 2011.
  25. ↑ Stăpânirea problemei calității mediului: un interviu cu Dr. S. Fred Singer Heartlander Magazine Arhivat 16 aprilie 2017.
  26. ↑ Alexander Volkov. Când Soarele se estompează // Cunoașterea este putere . - 2007. - Nr 6 . - S. 32-38 .

Literatură

  • Moiseev N. N., Alexandrov V. V. , Tarko A. M. Omul și biosfera: experiența sistemelor. Analize și experimente cu modele / N. N. Moiseev, V. V. Aleksandrov, A. M. Tarko. — M.: Nauka, 1985. — 271 p.
  • N. Moiseev . Studiul biosferei cu ajutorul experimentelor cu mașini. Evaluarea consecințelor unui război nuclear // Ecologia omenirii prin ochii unui matematician: (Omul, natura și viitorul civilizației). - M . : Gardă tânără , 1988. - S. 48-110. — 254 p. - ( Eureka ). - 155.000 de exemplare.  — ISBN 5235000617 .
  • Aleksandrov G. A., Armand A. D., Belotelov N. V., Vedyushkin M. A., Vilkova L. P., Voinov A. A., Denisenko E. A., Krapivin V. F., Logofet D O., Ovsyannikov L. L., Pak S. B., Pak S. B., Pasekova N. Razcha N. V. M. , Semyonov M. A. ., Tarko A. M., Fesenko S. V., Shmidt D. A. Modele matematice ale ecosistemelor. Consecințele ecologice și demografice ale războiului nuclear / Ed. A. A. Dorodnitsyna . Moscova: Nauka, Ch. ed. Fiz.-Matematică. lit., 1986. 176 p.

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii
 Arme nucleare
Arme nucleare
club nuclear