Kärnkraftsvinter

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 25 april 2022; kontroller kräver 3 redigeringar .

Nukleär vinter  är ett hypotetiskt globalt tillstånd för jordens klimat som ett resultat av ett storskaligt kärnvapenkrig . Det antas att som ett resultat av avlägsnandet av en viss mängd rök och sot i stratosfären , orsakad av omfattande bränder under explosionen av flera hundra kärnstridsspetsar , kommer temperaturen på planeten att sjunka till arktiskt överallt som ett resultat av en betydande ökning av reflektionen av solljus från den övre atmosfären [1] [2] [3 ] [4] .

Teorins födelse

Möjligheten av en kärnvapenvinter förutspåddes först av G. S. Golitsyn i Sovjetunionen och av Carl Sagan [2] i USA .

Samtidigt är det betydelsefullt att C. Sagans resonemang var av kvalitativ (beskrivande) karaktär "på grundval av allmänna överväganden" och mycket ungefärliga beräkningar, vilket tillsammans med hans berömmelse inte bara som vetenskapsman, utan också som en aktiv populariserare av vetenskap (desutom, ett antal kollegor, till exempel Robert Chastrow, det fanns klagomål mot K. Sagan om riktigheten av den vetenskapliga motiveringen för hans resonemang - "Professor Sagans beräkningar ignorerar tyngdlagarna. I detta, Dr. . Velikovsky var den bästa astronomen.") Och även författaren till science fiction-romanen "Kontakt" (om ett möte med representanter för en främmande civilisation), ledde till en okritisk uppfattning och helt enkelt försummelse av denna prognos om konsekvenserna av en kärnkraft. krig av många vetenskapsmän.

Den ryske akademikern N. N. Moiseev föreslog att verifiera detta antagande genom numeriska beräkningar baserade på användningen av matematiska modeller av världshavet och jordens atmosfär som utvecklades vid den tiden både i Sovjetunionen och i USA, som inte längre kunde "ryckas bort" . Denna hypotes bekräftades först av modellberäkningar vid Computing Center vid USSR Academy of Sciences . Detta arbete utfördes av akademiker N. N. Moiseev och professorerna V. V. Aleksandrov [6] och G. L. Stenchikov [7] med hjälp av Gaia biosfärisk modell [8] .

Detta arbete väckte till en början misstro och kritik mot amerikanska kollegor, men det var inte längre möjligt att helt enkelt ignorera det, och amerikanerna gjorde i sin tur ett antal beräkningar på sina modeller av havet och atmosfären. Jämförelse av resultaten visade både giltigheten av förutsägelsen av fenomenet "nukleär vinter" under de antaganden som gjorts, och den höga överensstämmelsen mellan detaljerna i prognoserna för de sovjetiska och amerikanska forskargrupperna, trots vissa skillnader i modelleringsmetoder och förmågan hos de konstruerade matematiska modellerna själva och motsvarande beräkningsmodeller.

Detaljer om prediktiv modellering

Ett kärnvapenkrig kommer möjligen att leda till en "global kärnvapennatt" som kommer att pågå i ungefär ett år. Två huvudsakliga möjligheter övervägdes: den totala avkastningen av kärnvapenexplosioner på 10 000 och 100 000 megaton.

Med en kärnexplosionskraft på 100 000 megaton kommer solflödet nära jordens yta att minska med en faktor 400, och tiden för självrening av atmosfären kommer att vara cirka 3-4 månader. Med en kraft av kärnkraftsexplosioner på 10 000 megaton kommer solflödet nära jordens yta att minska med en faktor 20, och den karakteristiska tiden för självrening av atmosfären är ungefär en månad. Samtidigt förändras hela jordens klimatmekanism radikalt, vilket visar sig i en exceptionellt kraftig nedkylning av atmosfären över kontinenterna (under de första 10 dagarna bör medeltemperaturen minska med 15 grader) [9] [10 ] . I vissa områden på jorden kan kylningen nå 30-50 grader. Trots detta visade Sagans teams beräkningar att klimatsystemet borde återgå till det normala ungefär ett år efter starten av en kärnvapenkonflikt.

Dessa verk fick bred publik respons i den icke-specialiserade pressen i olika länder [11] .

Moderna konton

I moderna verk från 2007, 2008. datorsimuleringar visar att ett litet kärnvapenkrig, där varje krigförande använder cirka 50 laddningar (cirka 0,3 % av den nuvarande världsarsenalen 2009), som var och en är lika kraftfull som en bomb som detonerades över Hiroshima och detonerade dem i atmosfären över städer , kommer att ge en aldrig tidigare skådad klimateffekt jämförbar med den lilla istiden [12] .

Enligt de amerikanska forskarnas beräkningar Owen Tun och Richard Turco skulle Indo - Pakistankriget med användning av stridsspetsar med en total kapacitet på 750 kiloton leda till utsläpp av 6,6 miljoner ton sot i stratosfären . Denna grad av förorening räcker för att skicka jordens temperatur under den för 1816 (" Ett år utan sommar "). Ett utbyte av kärnvapenanfall mellan Ryssland och USA med 4400 laddningar med en kapacitet på minst en megaton vardera skulle leda till utsläpp av 150 megaton sot, medan den använda beräkningsmodellen visar att redan 75 megaton sot i stratosfären leda till en snabb minskning av värdet av energiflödet per m² av jordens yta, 25 procents minskning av nederbörden och en minskning av temperaturen under pleistocena istidsvärden. En sådan bild skulle bestå i minst 10 år, vilket skulle leda till katastrofala konsekvenser för jordbruket [13] . Samtidigt är det värt att notera att i dessa beräkningar användes markexplosioner också i de initiala uppgifterna utan att ta hänsyn till en betydande spridning i kraft, vilket som ett resultat ledde till modellering av de starkaste bränderna i städer och skogar ( den så kallade brandtornadon ), som tillsammans med underskattad med nästan tre gånger antalet stridsspetsar ger anledning att bedöma deras ganska jämna resultat och verkligheten kan bli mycket mer katastrofal.

Kritik

Konceptet "kärnkraftsvinter" bygger på långsiktiga modeller för klimatförändringar. Samtidigt har detaljerad numerisk och laboratoriemodellering av det inledande skedet av utvecklingen av storskaliga bränder visat att effekten av luftföroreningar har både lokala och globala konsekvenser. På grundval av de erhållna resultaten drogs en slutsats om omöjligheten av en kärnvapenvinter (Muzafarov, Utyuzhnikov, 1995 [14] , arbete under överinseende av A. T. Onufriev vid Moskvainstitutet för fysik och teknik [15] ). Motståndare till konceptet "kärnkraftsvinter" hänvisade till det faktum att under " kärnvapenkapplöpningen " 1945-1998 producerades omkring 2 000 kärnvapenexplosioner av olika krafter i atmosfären och under jorden i världen [16] . Tillsammans är detta enligt deras åsikt lika med effekten av en utdragen fullskalig kärnvapenkonflikt. I denna mening har "kärnvapenkriget" redan ägt rum utan att leda till en global miljökatastrof.

Men den grundläggande skillnaden mellan kärnvapenprovning och utbyte av strejker är att :

Samtidigt, enligt motståndare till konceptet "kärnkraftsvinter", tar sådana beräkningar inte hänsyn till motkraftsscenarionerna för en kärnvapenkonflikt som utvecklades på 1960-talet. Vi talar om alternativ för att genomföra militära operationer, när endast fiendens bärraketer är mål för kärnvapenangrepp och kärnvapen inte används mot dess städer. Men även vid strejk på megastäder kommer mängden sot som släpps ut att vara två storleksordningar mindre än i fallet med en strejk i en skog, och en brandtornado kommer inte att bildas alls. Som bevis nämns det faktum att eldstormsberäkningarna baseras på konsekvenserna av bombningen av Hiroshima, som 1945 nästan helt bestod av trä- och linnebyggnader, medan moderna städer byggs med obrännbar betong och sten.

Utsläppet av sot i stratosfären som orsak till en "kärnkraftsvinter" har också kritiserats som en osannolik händelse. När en modern stad drabbas beräknas sotutsläppet enligt principen att använda ett skogsbrandschema , med hänsyn tagen till den mycket större mängden bränsle som finns i samma område. Eftersom lågan vid en brand sprider sig mycket snabbare vertikalt än horisontellt bildar stående byggnader gynnsamma förutsättningar för utbrott av massiva bränder. Artikeln av I. M. Abduragimov [17] ger hård kritik mot mängden sot som kommer att släppas ut till följd av ett fullskaligt kärnvapenkrig. Kraften hos termonukleära vapen är så stor att när en modern stad träffas smälts ytan och jämnas med marken med ett kraftigt slag, varigenom det brandfarliga materialet begravs under de brandsäkra resterna av byggnader.

Naturliga analogier

Utsläpp av stora mängder sot vid vulkanutbrott har en mycket mindre effekt på klimatet. Till exempel, under utbrottet av vulkanen Tambora på den indonesiska ön Sumbawa 1815, kastades cirka 150 megaton sot ut. En betydande mängd vulkanisk aska fanns kvar i atmosfären på höjder upp till 80 km i flera år och orsakade intensiv färgning av gryningarna, men den globala temperaturen sjönk med bara 2,5 ° C. Konsekvenserna av detta fenomen var naturligtvis mycket svåra för jordbruket, vars nivå vid den tiden var mycket primitiv i moderna termer, men som ändå inte ledde till avfolkning av de regioner där befolkningen svälter till följd av missväxt. [18] .

Teorin om kärnkraftsvinter tar inte heller hänsyn till växthuseffekten från de gigantiska utsläppen av koldioxid och andra växthusgaser på grund av den massiva användningen av kärnvapen, liksom det faktum att temperaturfallet från minskad tillgång till solljus kommer att kompenseras av enorma termiska utsläpp från troliga bränder och explosioner i sig.

Sedan åtminstone tidigt 1960-tal och åtminstone fram till 1990 har det skett en gradvis minskning av mängden solljus som når jordens yta, ett fenomen som kallas global dimming [20] . Dess främsta orsak är dammpartiklar som kommer in i atmosfären under vulkaniska utsläpp och som ett resultat av industriell verksamhet. Närvaron av sådana partiklar i atmosfären skapar en kylande effekt på grund av deras förmåga att reflektera solljus. De två biprodukterna från förbränning av fossila bränslen, CO 2 och aerosoler, kompenserar delvis varandra under flera decennier, vilket minskar uppvärmningseffekten under denna period [21] [22] .

I isolerade områden med höga sotkoncentrationer, som Indien på landsbygden, maskeras upp till 50 % av uppvärmningen nära markytan av sotmoln [23] . Vid fall på ytan, särskilt på glaciärer eller på snö och is i Arktis, leder sotpartiklar till ytuppvärmning på grund av en minskning av dess albedo [24] .

Vetenskapsmannen Fred Singer har detta att säga om ämnet [25] :

Jag har alltid ansett att "nukleär vinter" är en vetenskapligt overifierad bluff , vilket jag talade om i min diskussion med Carl Sagan under Nightline-diskussionen. Bevis från oljebränderna i Kuwait stödjer denna uppfattning. Faktum är att kärnkraftsexplosioner kan skapa en stark växthuseffekt och orsaka uppvärmning, inte kylning. Låt oss hoppas att vi aldrig får veta hur det faktiskt går till.

Originaltext  (engelska)[ visaDölj] Jag har alltid ansett "kärnkraftsvinter" vara en bluff och vetenskapligt felaktig – och har sagt det i min Nightline-debatt med Carl Sagan. Uppgifterna från oljebränderna i Kuwait stöder denna uppfattning. Egentligen skulle kärnvapenexplosioner skapa en stark växthuseffekt och orsaka uppvärmning snarare än kylning. Låt oss hoppas att vi aldrig behöver ta reda på det.

Teoretiska alternativ för kärnkraftsvinter

  1. Ett temperaturfall på en grad på ett år som inte nämnvärt påverkar den mänskliga befolkningen.
  2. Nukleär höst - en minskning av temperaturen med 2-4 ° C i flera år; det finns missväxt, orkaner.
  3. Ett år utan sommar  - intensiv men relativt kort kyla under året, döden av en betydande del av skörden, svält och epidemier nästa vinter, ett historiskt exempel är nästa, 1816, efter vulkanutbrottet i Tambora [26 ] .
  4. En tioårig kärnkraftsvinter är en temperatursänkning på hela jorden med cirka 15-20°C under 10 år. Detta scenario är implicit i många nukleära vintermodeller. Snöfall över större delen av jorden, med undantag för vissa ekvatoriska kustområden. Massdöd av människor av hunger, kyla, och även från det faktum att snö kommer att samlas och bildas många meter tjock, förstör byggnader och blockerar vägar. Största delen av världens befolkning kommer sannolikt att dö, men 10-50 % (enligt olika uppskattningar) av människorna kommer att överleva och behålla det mesta av tekniken. I genomsnitt kommer ett sådant scenario att kasta tillbaka civilisationen i utveckling med cirka 20, maximalt 50 år. Risker: fortsättning på kriget om varma platser, misslyckade försök att värma jorden med hjälp av nya kärnvapenexplosioner och konstgjorda vulkanutbrott, övergång till okontrollerad uppvärmning av kärnkraftsommaren. Men även om detta scenario tillåts kommer det att visa sig att enbart världens bestånd av nötkreatur (som kommer att frysa på deras gårdar och förvaras i sådana naturliga "kylskåp") kommer att räcka för att föda hela den överlevande mänskligheten hela tiden, och Finland och Norge har till exempel strategiska lager av spannmål för en snabb återhämtning av jordbruket.
  5. Ny istid. Det är ett extremt osannolikt scenario för fortsättningen av det föregående, i en situation där jordens reflektionsförmåga ökar på grund av snö, och nya iskappor börjar växa från polerna och ner till ekvatorn. En del av marken nära ekvatorn förblir dock lämplig för liv och jordbruk. Som ett resultat kommer civilisationen att behöva förändras radikalt. Det är svårt att föreställa sig enorma folkvandringar utan krig. Många arter av levande varelser kommer att dö ut, men det mesta av biosfärens mångfald kommer att överleva. Människor har redan upplevt flera istider, som kan starta ganska abrupt som ett resultat av supervulkanutbrott och asteroidfall ( Toba- utbrottet ). Med en sådan utveckling av händelser kan en återgång till det ursprungliga tillståndet ta ungefär hundra år.
  6. Oåterkallelig global kyla. Det kan bli nästa fas av istiden, i ett värsta men nästan osannolikt scenario. På hela jorden kommer en temperaturregim att etableras under en geologiskt lång tid, eftersom i Antarktis kommer haven att frysa, landet kommer att täckas med ett tjockt lager av is. Livet kan bara överleva i haven.

Senast jorden gick in i detta tillstånd var för cirka 600 miljoner år sedan, det vill säga innan djuren landade, tillbaka i Cryogeny , och kunde ta sig ur det på grund av ackumuleringen av CO 2 i atmosfären [Hoffman, Schrag 2000 ] . Samtidigt har det under de senaste 100 000 åren funnits fyra vanliga nedisningar som inte har lett till vare sig irreversibel isbildning eller mänsklig utrotning, vilket gör att uppkomsten av irreversibel isbildning är en osannolik händelse.

Se även

Anteckningar

  1. ↑ PJ Crutzen, JW Birks Atmosfären efter ett kärnvapenkrig: Skymning vid middagstid. Ambio 11 , 114 (1982).
  2. ↑ 1 2 R. P. Turco et. al. Nukleär vinter – Globala konsekvenser av flera kärnvapenexplosioner. Science 222 , 1283 (1983). doi : 10.1126/science.222.4630.1283
  3. ↑ JE Penner et al. Rök-plymfördelningar ovanför storskaliga bränder – Konsekvenser för simuleringar av kärnkraftsvinter. J ClimateApplMeteorol 25 , 1434 (1986).
  4. ↑ SJ Ghan et. al. Klimatsvar på stora atmosfäriska rökinjektioner — känslighetsstudier med en troposfärisk generell cirkulationsmodell. J Geophys Res Atmos 93 , 315 (1988).
  5. ↑ Luftföroreningar i Kina är som en kärnvapenvinter . // inosmi.ru. Hämtad: 28 mars 2014.
  6. ↑ Alexandrov V. V. Om ett beräkningsexperiment som simulerar konsekvenserna av ett kärnvapenkrig. Computational Mathematics and Mathematical Physics , 1984, vol. 24, s. 140-144
  7. ↑ Stenchikov G. L. Klimatiska konsekvenser av ett kärnvapenkrig: utsläpp och distribution av optiskt aktiva föroreningar i atmosfären. Kommunikationer om tillämpad matematik. M., Computing Center of the Academy of Sciences of the USSR , 1985, 32 sid.
  8. ↑ Moiseev, 1988 , sid. 73.
  9. ↑ V. P. Parkhomenko, G. L. Stenchikov. Matematisk modellering av klimatet. - M . : Knowledge , 1986. - (Nytt inom livet, vetenskapen, tekniken. Serien "Mathematics. Cybernetics"; nr 4, 1986).
  10. ↑ Moiseev, 1988 .
  11. ↑ Laurence Badash A Nuclear Winter's Tale Massachusetts Institute of Technology, 2009 ISBN 0-262-01272-3 ISBN 978-0-262-01272-0 
  12. ↑ Alan Robock Dags att begrava ett farligt arv - Del II Klimatkatastrof skulle följa regional kärnvapenkonflikt 
  13. ↑ Owen B. Toon, Alan Robock och Richard P. Turco " Miljökonsekvenser av kärnvapenkrig " // Fysik idag. 2008. ( översatt till ryska )
  14. ↑ Modellering av spridningen av föroreningar över en stor brand i atmosfären, Soros Educational Journal, V.7, nr 4, sid. 122-127 (2001) , S.V. Utyuzhnikov
  15. ↑ Numeriska och experimentella simuleringar av storskaliga explosioner i den stratifierade atmosfären . flux.aps.org. Hämtad: 11 november 2016.
  16. ^ Kärn- testningskronologi . www.atomicarchive.com. Hämtad: 11 november 2016.
  17. ↑ Arkiverad kopia . Hämtad 2 januari 2016. Arkiverad från originalet 5 mars 2016. I. M. Abduragimov "Om misslyckandet med konceptet "kärnkraftsnatt" och "kärnkraftsvinter" på grund av bränder efter ett kärnkraftsnederlag"
  18. ↑ Mount Pinatubo som ett test av klimatåterkopplingsmekanismer , Alan Robock, Institutionen för miljövetenskaper, Rutgers University 
  19. ↑ Antropogen och naturlig strålningspåverkan
  20. ↑ 3.4.4.2 Ytstrålning // Klimatförändringar 2007: Arbetsgrupp I: The Physical Science Basis  / Solomon, S; D. Qin; M. Manning; Z Chen; M. Marquis; KB Averyt; M. Tignor; HL Miller. - 2007. - ISBN 978-0-521-88009-1 .
  21. ↑ Hansen, J; Sato, M; Ruedy, R; Lacis, A; Oinas, V. Global uppvärmning under det tjugoförsta århundradet: ett alternativt scenario   // 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. Globala och regionala klimatförändringar på grund av svart kol  // Nature Geoscience  : journal  . - 2008. - Vol. 1 , nej. 4 . - S. 221-227 . - doi : 10.1038/ngeo156 . - .
  23. ↑ Ramanathan V. , Chung C. , Kim D. , Bettge T. , Buja L. , Kiehl JT , Washington WM , Fu Q. , Sikka DR , Wild M. Atmosfäriska bruna moln: effekter på sydasiatiskt klimat och hydrologisk cykel.  (engelska)  // 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. Rapportsammanfattning (PDF). Atmosfäriska bruna moln: regional utvärderingsrapport med fokus på Asien . FN:s miljöprogram (2008). Arkiverad från originalet den 18 juli 2011.
  25. ↑ Att bemästra problemet med miljökvalitet: en intervju med Dr. S. Fred Singer Heartlander Magazine Arkiverad 16 april 2017.
  26. ↑ Alexander Volkov. När solen bleknar // Kunskap är makt . - 2007. - Nr 6 . - S. 32-38 .

Litteratur

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
 Kärnvapen
Kärnvapen
kärnkraftsklubb