Тривалість ядерної зими. Теоретичні варіанти ядерної зими

Енциклопедичний YouTube

1 / 5

Можливість виникнення ядерної зими вперше була передбачена Г. С. Голіциним в СРСР і Карлом Саганом в США. Пізніше цю гіпотезу підтвердили модельними розрахунками обчислювального центру АН СРСР. Ця робота була проведена академіком Н. Н. Мойсеєвим та професорами В. В. Александровим та Г. Л. Стенчиковим. Ядерна війна, можливо, призведе до «глобальної ядерної ночі», яка триватиме близько року. Було розглянуто дві основні можливості: сумарна потужність ядерних вибухів 10 000 та 100 Мт. При потужності ядерних вибухів 10 000 Мт сонячний потік біля Землі скоротиться в 400 разів і час самоочищення атмосфери становитиме приблизно 3-4 місяці. При потужності ядерних вибухів у 100 Мт сонячний потік біля Землі скоротиться у 20 разів, а характерний час самоочищення атмосфери близько місяця. При цьому кардинально змінюється весь кліматичний механізм Землі, що проявляється у винятково сильному охолодженні атмосфери над материками (за перші 10 днів середня температура повинна знизитися на 15 градусів). В окремих районах Землі похолодання може сягнути 30-50 градусів.

Ці роботи отримали широкий суспільний резонанс у широкій пресі різних країн. Згодом ряд фізиків заперечували достовірність та стійкість отриманих результатів, проте переконливого спростування гіпотеза не отримала.

Сучасні розрахунки

У сучасних роботах 2007, 2008 років. комп'ютерне моделювання показує, що невелика ядерна війна, коли кожна воююча сторона використовує близько 50 зарядів (приблизно 0,3 % від поточного світового арсеналу на 2009 рік), кожен з яких за потужністю дорівнює бомбі, підірваної над Хіросимою. , дасть безпрецедентний кліматичний ефект, порівнянний з малим льодовиковим періодом.

Згідно з підрахунками американських вчених Оуена Туна та Річарда Турка, Індо-Пакистанська війна з використанням боєзарядів сумарною потужністю 750 кт призвела б до викиду в стратосферу 6,6 млн тонн сажі. Такого ступеня забруднення достатньо, щоб температура на Землі опустилася нижче, ніж у 1816-му році («Рік-без-літа»). Обмін ядерними ударами між Росією і США з використанням 4400 зарядів потужністю не більше 100 кт кожен призвів би до викиду 150 Мт сажі, тоді як модель розрахунку показує, що вже 75 Мт сажі в стратосфері призведуть до миттєвого падіння значення потоку енергії на м² земної поверхні , 25-відсотковому скороченню опадів та падінню температури нижче значень плейстоценового льодовикового періоду Подібна картина зберігалася б не менше 10 років, що призвело б до катастрофічних наслідків для сільського господарства.

Критика

Концепція «ядерної зими» ґрунтується на довгострокових моделях зміни клімату. У той же час, детальне чисельне та лабораторне моделювання початкової стадії розвитку великомасштабних пожеж показало, що ефект забруднення атмосфери має як місцеві, так і глобальні наслідки. На підставі отриманих результатів зроблено висновок про можливість ядерної зими (Музафаров, Утюжников, 1995, роботи під керівництвом А. Т. Онуфрієва в МФТІ). Противники концепції «ядерної зими» посилалися на ту обставину, що в ході «ядерної гонки» у - мм. у світі було зроблено близько 2000 ядерних вибухів різної потужності в атмосфері та під землею. Спільно, на їхню думку, це дорівнює ефекту затяжного повномасштабного ядерного конфлікту. У цьому сенсі «ядерна війна» вже відбулася, не призвівши глобальної екологічної катастрофи.

Однак фундаментальні відмінності ядерних випробувань від обміну ударами полягають у тому, що [ ] :

Випробування проводилися над пустелею або водою і не викликали масових пожеж і вогняних штормів, пил піднімався в атмосферу тільки за рахунок енергії ядерного вибуху, а не енергії, накопиченої в матеріалах, для виділення якої ядерний вибух є лише «сірником».
При випробуваннях піднімалася в основному важка пил з роздроблених і оплавлених гірських порід, що має велику щільність і високе відношення маси до площі, тобто схильна до швидкого осідання. Сажа від пожеж має меншу щільність і більш розвинену поверхню, що дозволяє їй довше утримуватися в повітрі і підніматися вище зі висхідними потоками.
Випробування були розтягнуті за часом, а у разі війни пил та сажа будуть викинуті у повітря одномоментно.

Викид сажі в стратосферу як причина «ядерної зими» також критикується як малоймовірна подія. При поразці сучасного міста викид сажі розраховується за принципом використання схеми лісової пожежі з урахуванням набагато більшої кількості палива, що існує на тій же території. Оскільки полум'я під час пожежі набагато швидше поширюється по вертикалі, ніж по горизонталі, то будівлі, що стоять, утворюють сприятливі умови для виникнення масових пожеж. У статті І. М. Абдурагімова (недоступне посилання з 11-11-2016)наводиться жорстка критика за кількістю сажі, що виділиться внаслідок повномасштабної ядерної війни. На його думку потужність термоядерної зброї настільки велика, що при поразці сучасного міста поверхня оплавляється і «порівнюється із землею», тим самим ховаючи пожежонебезпечний матеріал під залишками будівель, що не згорають.

Природні аналогії

Викиди великої кількості сажі під час вивержень вулканів мають значно менший ефект на клімат. Наприклад, під час виверження вулкана Тамбора на індонезійському острові Сумбава в 1815 році було викинуто близько 150 км сажі. Значна кількість вулканічного попелу залишалася в атмосфері на висотах до 80 км протягом кількох років і викликала інтенсивне забарвлення зоря, але глобальна температура впала лише на 2,5 °C. Наслідки цього явища, звичайно, були дуже важкими для сільського господарства, рівень якого на той час був дуже примітивним за сучасними поняттями, але все ж таки не призвели до депопуляції регіонів, де населення голодувало внаслідок неврожаїв.

Також теорія ядерної зими не враховує парниковий ефект від гігантських викидів вуглекислого та інших парникових газів внаслідок масового застосування ядерної зброї, а також те, що спочатку після війни падіння температури від припинення доступу до сонячного світла компенсуватиметься величезними тепловими викидами від пожеж і самих вибухів. .

Як мінімум, з початку 1960-х років і принаймні до 1990 року спостерігалося поступове зменшення кількості сонячного світла, що досягає поверхні Землі, це явище називають глобальним затемненням. Головною його причиною є пилові частинки, що потрапляють в атмосферу при вулканічних викидах та внаслідок виробничої діяльності. Наявність таких частинок в атмосфері створює охолодний ефект, що виникає завдяки їхній здатності відбивати сонячне світло. Два побічні продукти спалювання викопного палива – CO 2 та аерозолі – протягом кількох десятиліть частково компенсували один одного, зменшуючи ефект потепління в цей період.

В ізольованих районах з високою концентрацією сажі, наприклад, у сільських районах Індії, до 50% потепління біля поверхні землі маскуються хмарами з сажі. При випадінні на поверхню, особливо на льодовики або на сніг і лід в Арктиці, частинки сажі призводять до нагрівання поверхні за рахунок зниження її альбедо.

Вчений Фред Сінгер так висловився на цю тему (недоступне посилання з 11-11-2016):

Я завжди вважав «ядерну зиму» науково-непідтвердженим обманом, про що я і говорив у моїй дискусії з Карлом Саганом під час обговорення в Nightline. Дані, отримані під час нафтових пожеж у Кувейті, підтримують цей погляд. Насправді ядерні вибухи могли б створити сильний парниковий ефект і спричинити потепління, а не похолодання. Сподіватимемося, що ми ніколи не дізнаємося, як це станеться насправді.

Теоретичні варіанти ядерної зими

Падіння температури на один градус на один рік, що не має значного впливу на людську популяцію.
Ядерна осінь - зниження температури на 2-4 ° С протягом кількох років; мають місце неврожаї, урагани.
Рік без літа – інтенсивні, але відносно короткі холоди протягом року, загибель значної частини врожаю, голод та смерть від холоду у деяких країнах. [Вовків 2007] [ ]
Десятирічна ядерна зима – падіння температури по всій Землі протягом 10 років приблизно 30-40 °З. Цей сценарій мається на увазі моделі ядерної зими. Випадання снігу на більшій частині землі, за винятком деяких екваторіальних приморських територій. Масова загибель людей від голоду, холоду, а також від того, що сніг накопичуватиметься і утворюватиме багатометрові товщі, що руйнують будівлі і перекривають дороги. Загибель більшості населення Землі, проте мільйони людей виживуть і збережуть ключові технології. Ризики: продовження війни за теплі місця, невдалі спроби зігріти Землю за допомогою нових ядерних вибухів та штучних вивержень вулканів, перехід у некероване нагрівання ядерного літа. Однак навіть якщо допустити цей сценарій, виявиться, що одного лише світового запасу рогатої худоби (яка замерзне на своїх фермах і зберігатиметься у таких природних «холодильниках») вистачить на роки прокорму всього людства, а Фінляндія має стратегічний запас їжі (зерна) на 10 років.
Файл:Nuclear winter 1.jpg
Ядерна зима
Новий льодовиковий період. Є гіпотетичним продовженням попереднього сценарію, у ситуації, коли відбивна здатність Землі зростає рахунок снігу, і починають наростати нові крижані шапки від полюсів і вниз, до екватора. Однак частина суші у екватора залишається придатною для життя та сільського господарства. В результаті цивілізації доведеться радикально змінитись. Важко уявити величезні переселення народів без воєн. Багато видів живих істот вимре, але більшість різноманітності біосфери вціліє, хоча люди знищуватимуть її ще більш безжально в пошуках будь-якої їжі. Люди вже пережили кілька льодовикових періодів, які могли розпочатися дуже різко внаслідок вивержень надвулканів та падінь астероїдів (виверження вулкана Тоба).
Необоротне глобальне похолодання. Воно може бути наступною фазою льодовикового періоду, за найгіршого розвитку подій. По всій Землі на геологічно тривалий час встановиться температурний режим, як у Антарктиді, океани замерзнуть, суша покриється товстим шаром льоду. Тільки високотехнологічна цивілізація, здатна будувати величезні споруди під льодом, може пережити таке лихо, але така цивілізація могла б, мабуть, знайти спосіб навернути назад цей процес. Життя може вціліти лише біля геотермальних джерел на морському дні.

Останній раз Земля увійшла в цей стан приблизно 600 млн років тому, тобто до виходу тварин на сушу, і змогла вийти з нього тільки завдяки накопиченню СО2 в атмосфері [ ]. У той же час, за останні 100 000 років було чотири звичайні зледеніння, які не призвели ні до незворотного зледеніння, ні до людського вимирання, а отже, настання незворотного зледеніння є малоймовірною подією. Зрештою, якби Сонце взагалі перестало світити, найгіршим результатом було б перетворення всієї атмосфери на рідкий азот, що виглядає абсолютно неймовірним. [ ]

Див. також

Примітки

P. J. Crutzen, J.W. Birks The atmosphere after a nuclear war: Twilight at noon. Ambio 11 , 114 (1982).
R. P. Turco et. al. Nuclear winter-Global consequences of multiple nuclear-explosions. Science 222 , 1283 (1983). DOI :10.1126/science.222.4630.1283
J. E. Penner та ін. Smoke-plume distributions above large-scale fires-Implications for simulations of nuclearwinter. J ClimateApplMeteorol 25 , 1434 (1986).
S. J. Ghan et. al. Climatic response до великої атмосферної гібридної ін'єкцій - sensitivity studies з tropospheric general-circulation model. J Geophys Res Atmos 93 , 315 (1988).
Забруднення «повітря» в Китаї нагадує ядерну зиму. // inosmi.ru. Перевірено 28 березня 2014 року.
Александров В. В. Про один обчислювальний експеримент, що моделює наслідки ядерної війни. Обчислювальна, математика, математична фізика, 1984, т. 24, стор 140-144
Стенчик Г. Л. Кліматичні наслідки ядерної війни: викиди та поширення оптично активних домішок в атмосфері. Повідомлення з прикладної математики. М., Обчислювальний центр АН СРСР, 1985, 32 c.
В. П. Пархоменко, Г. Л. Стенчиков Математичне моделювання клімату. М: Знання, 1986, 4
Н. Моїсеєв Екологія людства очима математика. М: Молода гвардія, 1988. Вивчення біосфери за допомогою машинних експериментів. Оцінка наслідків ядерної війни.
Laurence Badash Massachusetts Institute of Technology, 2009 ISBN 0-262-01272-3 ISBN 978-0-262-01272-0 (англ.)
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 2

Потім ця гіпотеза була підтверджена модельними розрахунками на ЕОМ В. В. Александрова. Було розглянуто дві основні можливості: сумарна потужність ядерних вибухів 10000 та 100 Мт. При потужності ядерних вибухів 10000 Мт сонячний потік біля Землі скоротиться в 400 разів, характерний час самоочищення атмосфери 3-4 місяці. При потужності ядерних вибухів у 100 Мт сонячний потік біля Землі скоротиться в 20 разів, характерний час самоочищення атмосфери близько місяця. При цьому кардинально змінюється весь кліматичний механізм Землі, що проявляється у винятково сильному охолодженні атмосфери над материками (за перші 10 днів середня температура падає на 15 градусів, а потім починає трохи підвищуватися). Ці роботи набули широкого суспільного резонансу в масовій пресі різних країн . Згодом багато фізиків заперечували достовірність та стійкість отриманих результатів, проте переконливого спростування гіпотеза не отримала. Цікавим є висловлювання Сіларда: «Якби ядерна зима була неможлива, її варто було б вигадати».

Сучасні розрахунки

У сучасних роботах 2007, 2008 років. зроблено крок уперед порівняно з піонерами цих досліджень. Комп'ютерне моделювання показує, що невелика ядерна війна, коли кожна воююча сторона використовує близько 50 зарядів, кожен з яких за потужністю дорівнює бомбі, підірваній над Хіросимою, підриваючи їх в атмосфері над містами, дасть безпрецедентний кліматичний ефект, порівнянний з малим. До речі, 50 набоїв - це приблизно 0,3% від поточного світового арсеналу (2009).

Згідно з підрахунками американських вчених Оуена Туна та Річарда Турка, Індо-Пакистанська війна з використанням боєзарядів сумарною потужністю 750 кт призвела б до викиду в стратосферу 6,6 Мт (6,6 млн тонн) сажі. Такої міри забруднення достатньо, щоб температура Землі опустилася нижче, ніж у 1816 року («Рік без літа »). Обмін ядерними ударами між Росією та США з використанням 4400 зарядів потужністю не більше 100 кт кожен призвів би до викиду 150 Мт сажі, тоді як модель розрахунку показує, що вже 75 Мт сажі в стратосфері призведуть до моментального падіння значення потоку енергії на м² земної поверхні , 25-відсотковому скороченню опадів та падінню температури нижче значень плейстоценового льодовикового періоду Подібна картина зберігалася б не менше 10 років, що призвело б до катастрофічних наслідків сільського господарства.

Критика

Концепція «ядерної зими» ґрунтується на довгострокових моделях зміни клімату. У той же час, детальне чисельне та лабораторне моделювання початкової стадії розвитку великомасштабних пожеж показало, що ефект забруднення атмосфери має як локальні, так і глобальні наслідки. На підставі отриманих результатів зроблено висновок про можливість ядерної зими (Музафаров, Утюжников, 1995, роботи під керівництвом А. Т. Онуфрієва в МФТІ). Противники концепції «ядерної зими» посилалися на те, що в ході «ядерних перегонів» у - мм. у світі було зроблено близько 2000 ядерних вибухів різної потужності в атмосфері та під землею. Спільно, на їхню думку, це дорівнює ефекту затяжного повномасштабного ядерного конфлікту. У цьому сенсі «ядерна війна» вже відбулася, не призвівши глобальної екологічної катастрофи. Однак фундаментальні відмінності ядерних випробувань від обміну ударами полягають у тому, що:

Випробування проводилися над пустелею або водою і не викликали масових пожеж і вогняних штормів, пил піднімався в атмосферу тільки за рахунок енергії ядерного вибуху, а не енергії, накопиченої в матеріалах, для виділення якої ядерний вибух є лише «сірником».
При випробуваннях піднімалася в основному важка пил з роздроблених і оплавлених гірських порід, що має велику щільність і високе відношення маси до площі, тобто схильна до швидкого осідання. Сажа від пожеж має меншу щільність і більш розвинену поверхню, що дозволяє їй довше утримуватися в повітрі і підніматися вище зі висхідними потоками.
Випробування проводилися протягом тривалого часу, а у разі війни пил та сажа будуть викинуті в повітря одномоментно.

Водночас, на думку противників концепції «ядерної зими», такі розрахунки не враховують розроблені ще 1960-ті роки контрсилові сценарії ядерного конфлікту. Йдеться варіантах ведення військових дій, коли цілями для ядерних ударів виступають лише пускові установки противника, а проти його міст ядерну зброю не застосовується. Викид сажі в стратосферу як причина «ядерної зими» також критикується як малоймовірна подія. При поразці сучасного міста викид сажі розраховується за принципом використання схеми лісової пожежі з урахуванням значно більшої кількості палива, що існує на тій же території. Прикладом є бомбардування німецьких та японських міст під час Другої Світової Війни («Вогненний смерч»). Така модель звичайно передбачає множинні джерела спалаху в неруйнованих конструкціях. Оскільки полум'я під час пожежі набагато швидше поширюється по вертикалі, ніж по горизонталі, то будинки, що стоять, утворюють сприятливі умови для виникнення масових пожеж. Потужність термоядерної зброї настільки велика, що при поразці сучасного міста поверхня оплавляється і «порівнюється із землею», тим самим ховаючи пожежонебезпечний матеріал під залишками будівель, що не згорають. Однак, звичайно, деякі індустріальні об'єкти бомбардування як, наприклад, нафтосховища можуть бути джерелами значної кількості сажі в атмосфері, що може призвести до небажаних наслідків місцевого характеру, як і сталося під час війни в Перській затоці в 1991 році. Температура в Перській затоці впала на 4-6 градусів, але всупереч моделям, що існували на той час, дими не піднялися вище 6 км і не проникли в стратосферу. Пізніше прихильники теорії Сагана пояснили це тим, що його модель була заснована на більш швидкій освіті сажі, що створило умови для проникнення її в стратосферу. Однак у всіх відомих випадках виникнення значних зольних викидів в атмосферу, як у випадку «вогненних смерчів» у Європейському ТВД Другої Світової війни або аналогічного явища в Хіросімі, коли місто загорілося через численні кухонні пожежі в пошкоджених будинках (бо більшість населення в той час використовувало вугільні печі) дими не піднімалися вище за рівень тропосфери (5-6 км) і сажа вимивалася дощами протягом декількох днів після цього (у Хіросімі цей феномен отримав назву «чорний дощ»). Дані, отримані під час спостереження за лісовими пожежами, також не підтверджують можливості проникнення значної кількості сажі в стратосферу. Також феномен попадання сажі у високу тропосферу частіше спостерігається у спекотних субтропічних регіонах і при цьому у незначних кількостях нездатних серйозно вплинути на температуру поверхні. До того ж, навіть якщо припустити, що ЯО буде застосовуватися в тропіках, ймовірність пожеж там значно менша, ніж у середніх широтах через високу вологість. Під час випробувань ЯО на атола Бікіні та Еніветок пожежі не виникли саме з цієї причини.

Навіть якщо припустити, що викид 150 Мт сажі в стратосферу дійсно буде, то наслідки цього можуть і не бути настільки катастрофічними, як передбачається моделями Карла Сагана. Викиди значно більшої кількості сажі під час вивержень вулканів мають значно менший ефект на клімат. Наприклад наслідки виверження Пінатубо у червні 1991 року коли за кілька днів виверження було викинуто близько 10 км гірських порід і висота еруптивної колони становила 34 км (за цим показником воно поступається у XX столітті тільки виверженню Катмай-Новарупта в національному парку Катмай на Алясці). відчутні у всьому світі. Воно призвело до найпотужнішого (за шкалою вулканічних вивержень) викиду аерозолів у стратосферу з часів виверження вулкана Кракатау 1883 року. Протягом наступних місяців у атмосфері спостерігався глобальний шар сірчанокислотного туману. Однак при цьому було зареєстровано падіння температури лише на 0,5 °C і мало місце скорочення озонового шару, зокрема, утворення особливо великої озонової діри над Антарктидою. Виверження вулкана Тамбора на індонезійському острові Сумбава в 1815 було набагато потужнішим - було викинуто близько 150 км³. Значна кількість вулканічного попелу залишалася в атмосфері на висотах до 80 км протягом кількох років і викликала інтенсивне забарвлення зоря, але глобальна температура впала лише на 2,5 °C. Наслідки цього явища, звичайно, були дуже важкими для сільського господарства, рівень якого на той час був дуже примітивним за сучасними поняттями, але все ж таки не були «біблійною» катастрофою і не призвели до депопуляції регіонів, де населення голодувало внаслідок неврожаїв.

Також теорія ядерної зими не враховує парниковий ефект від гігантських викидів вуглекислого та інших парникових газів внаслідок масового застосування ЯО, а також те, що спочатку після війни падіння температури від припинення доступу до сонячного світла компенсуватиметься величезними тепловими викидами від пожеж і самих вибухів.

Вчений Фред Сінгер так висловився на цю тему:

Я завжди вважав «ядерну зиму» науково непідтвердженим обманом, про що я говорив у моїй дискусії з Карлом Саганом під час обговорення в Nightline. Дані, отримані під час нафтових пожеж у Кувейті, підтримують цей погляд. Насправді ядерні вибухи могли б створити сильний парниковий ефект і спричинити потепління, а не похолодання. Сподіватимемося, що ми ніколи не дізнаємося, як це станеться насправді.

Примітки

P. J. Crutzen, J.W. Birks The atmosphere after a nuclear war: Twilight at noon. Ambio 11 , 114 (1982).
R. P. Turco et. al. Nuclear winter-Global consequences of multiple nuclear-explosions. Science 222 , 1283 (1983). DOI :10.1126/science.222.4630.1283
J. E. Penner та ін. Smoke-plume distributions above large-scale fires-Implications for simulations of nuclearwinter. J ClimateApplMeteorol 25 , 1434 (1986).
S. J. Ghan et. al. Climatic response до великої атмосферної гібридної ін'єкцій - sensitivity studies з tropospheric general-circulation model. J Geophys Res Atmos 93 , 315 (1988).
Александров В.В. Стінчик Г.Л. Про один обчислювальний експеримент, що моделює наслідки ядерної війни. Обчислювальна математика та математична фізика, 1984, т. 24, стор 140-144
Стінчик Г.Л. Кліматичні наслідки ядерної війни: викиди та поширення оптично активних домішок в атмосфері. Повідомлення з прикладної математики. М., Обчислювальний центр АН СРСР, 1985, 32 c.
В.П. Пархоменко, Г.Л. Стінчики Математичне моделювання клімату. М: Знання, 1986, 4
Laurence Badash Massachusetts Institute of Technology, 2009 ISBN 0-262-01272-3 ISBN 978-0-262-01272-0 (англ.)
Alan Robock Time to Bury a Dangerous Legacy - Part II Climatic catastrophe мусить продовжувати наступні регіональні nuclear conflict A Publication of Yale Center for Study of Globalization: «YaleGlobal», 17 March 2008 (англ.)
Екологічні наслідки ядерної війни
Моделювання поширення забруднень над великою пожежею в атмосфері, Соросівський освітній журнал, T.7, N4, c. 122-127 (2001), С. В. Утюжников
Nuclear Testing Chronology (англ.)
Mastering the Problem of Environmental Quality: an interview with Dr. S. Fred Singer | Heartlander Magazine

Див. також

Посилання

В. П. Пархоменко, О. М. Тарко. Ядерна зима. «Екологія життя і життя», № 3, 2000 р.
М. Д. Іскандеров. Що таке "Ядерна зима". ЕБР, № 10, 2000 р.
Навчальна модель: Наслідки локального ядерного конфлікту

Wikimedia Foundation. 2010 .

Температура Землі різко збільшиться.

Раптові та тривалі похолодання не обов'язково означають людське вимирання.Це випливає з того, що, наприклад, Фінляндія має приблизно десятирічний запас їжі плюс паливо у вигляді лісів, печі та навички виживання за низьких температур. Щоб усі люди справді загинули, ядерна зима має тривати понад сто років і супроводжуватися антарктичними температурами, але якщо врахувати людську здатність пристосовуватися, то цього може бути недостатньо. (Звичайно, якщо ядерна зима буде єдиним несприятливим чинником, що не так.)

Найбільш сучасні дослідження кліматичних наслідків повномасштабної ядерної війни опубліковані у статті Алана Робока та співавторів «Ядерна зима в сучасній моделі клімату за існуючих ядерних арсеналів: наслідки, як і раніше, катастрофічні». Стаття містить огляд попередніх досліджень та розумні варіанти очікуваного викиду сажі. Розрахунок виконаний виходячи з сучасної метеорологічної моделі, перевіреної інших додатках.

В результаті виходить, що за повномасштабної війни сучасними (тобто скороченими з часів холодної війни) ядерними арсеналами середнє зниження температури по всій Землі складе близько 7 градусів протягом декількох років, а наслідки ядерної зими будуть відчуватися близько 10 років. Час очищення верхньої тропосфери від сажі становитиме 4,6 року. При цьому над континентами зниження температури становитиме до 30 градусів, зокрема над Україною не буде позитивних температур протягом трьох років. Все це унеможливить ведення класичного сільського господарства майже по всій Землі протягом декількох років. З іншого боку, над тропічними островами (Куба, Мадагаскар, Шрі-Ланка) зниження температури становитиме лише кілька (5–7) градусів. Очевидно, що багато людей могли б пережити таке похолодання. Однак подібна ситуація може спровокувати боротьбу за ресурси, що залишилися, яка підвищить ризики подальших катастроф. Серія великих вулканічних вивержень (вулканічний попіл йде з тропосфери з характерним часом на 1 рік) могла б дати такий ефект.

Враховуючи невизначеність у моделях, а також можливість затяжної ядерної війни та інших причин затемнення атмосфери, можна припустити такі теоретичні варіанти ядерної зими:

1) Падіння температури на один градус, що не надає значного впливу на людську популяцію Як після виверження вулкана Пінатубо у 1991 році.

2) «Ядерна осінь»- Кілька років температур, знижених на 2-4 градуси, неврожаї, урагани.

3) «Рік без літа»- Інтенсивні, але відносно короткі холоди протягом року, загибель значної частини врожаю, голод та обмороження в деяких країнах. Це вже відбувалося після великих вивержень вулканів у VI столітті нашої ери, у 1783 та 1815 роках.

4) «Десятирічна ядерна зима»- Падіння температури на всій Землі на 10 років на 30-40 градусів. Цей сценарій мається на увазі моделі ядерної зими. Випадання снігу на більшій частині Землі, за винятком деяких екваторіальних приморських територій. Масова загибель людей від голоду, холоду, а також через те, що сніг накопичуватиметься і утворюватиме багатометрові товщі, що руйнують будівлі та перекривають дороги. Більшість населення Землі загине, проте мільйони людей виживуть і збережуть ключові технології. Ризики – продовження війни за теплі місця, невдалі спроби зігріти Землю за допомогою нових ядерних вибухів та штучних вивержень вулканів, перехід у некероване нагрівання ядерного літа.

Однак навіть якщо допустити цей сценарій, виявиться, що світового запасу рогатої худоби (яка замерзне на фермах і зберігатиметься у таких природних «холодильниках») вистачить на роки, щоб прогодувати все людство.

5) Новий льодовиковий період. Є результатом попереднього сценарію за рахунок того, що від великої кількості снігу зросте здатність Землі, що відображає, і почнуть наростати нові крижані шапки від полюсів і вниз, до екватора. Однак частина суші у екватора залишиться придатною для життя та сільського господарства. Внаслідок цивілізації доведеться радикально змінитись. (Важко також уявити величезні переселення народів без воєн.) Багато видів живих істот вимруть, але більшість різноманітності біосфери вціліє, хоча у пошуках будь-якої їжі люди знищуватимуть її ще більш безжально.

6) Необоротне глобальне похолодання.Воно може бути наступною фазою льодовикового періоду – у разі розвитку подій у найгіршому випадку. По всій Землі на геологічно тривалий час встановиться температурний режим, як у Антарктиді, океани замерзнуть, суша покриється товстим шаром льоду. (Або як на Марсі – холодна суха пустеля. До речі, якщо всі парникові гази з атмосфери Землі зникнуть, то рівноважна температура поверхні становитиме мінус 23 градуси за Цельсієм.) Життя вціліє лише біля геотермальних джерел на морському дні. Тільки високотехнологічна цивілізація, здатна будувати величезні споруди під льодом, зможе пережити таке лихо, але така цивілізація могла б, мабуть, знайти спосіб обернути цей процес. Востаннє Земля увійшла до цього статку приблизно 600 млн. років тому, тобто до виходу тварин на сушу, і змогла вийти з нього тільки завдяки накопиченню СО2 в атмосфері. У той же час за останні 100 000 років було чотири звичайні зледеніння. Зрештою, якби Сонце взагалі перестало світити, найгіршим результатом було б перетворення всієї атмосфери на рідкий азот, що виглядає абсолютно неймовірним.

Хоча варіанти 5 і 6 ставляться до малоймовірних, вони несуть у собі найбільший ризик. Ці варіанти могли б бути можливими при екстраординарно великому викиді сажі та при найгіршому розкладі невідомих нам природних закономірностей. Однак слід звернути увагу на те, що точна ймовірність та тривалість ядерної зими та її наслідки необчислювані з причин, які обговорюються у розділі «Необчислюваність». Це тому, що ми за визначенням не можемо поставити експеримент, а також точно визначити, наскільки Мойсеєв і Саган були зацікавлені перебільшити небезпеку ядерної зими, щоб уникнути війни.

Якби якась сила поставила собі за мету влаштувати ядерну зиму навмисне, то вона змогла б її організувати, підірвавши водневі бомби в кам'яновугільних шахтах. Це, можливо, дасть набагато більший викид сажі, ніж атака на міста. Якщо встановити водневі бомби з таймером на різні терміни, можна підтримувати ядерну зиму необмежено довго. Теоретично таким чином можна досягти стійкого стану «білої холодної кульки», що відображає все сонячне світло, з повним вимерзанням океанів, що стане станом, що самопідтримується.

З іншого боку, коли сажа осяде, Земля, можливо, забарвиться у чорне світло, і її здатність нагріватися у сонячних променях різко зросте. Таке ядерне літо теж може набути незворотного характеру (з урахуванням інших факторів глобального потепління) з переходом у «венеріанську» фазу нагріву.

Є й інші фактори, які можуть призвести до ядерного літа після або замість ядерної зими. Наприклад, викид великої кількості парникових газів під час вибухів. Ядерне літо набагато небезпечніше ядерної зими, тому що людина легше переносить охолодження, ніж нагрівання (тобто якщо прийняти кімнатну температуру за 20 градусів, то людина цілком переносить мороз на вулиці в мінус 50, тобто на 70 градусів нижче, але зможе витримати підйом температури не більше ніж на 30 градусів, тобто не більше ніж 50 градусів за Цельсієм на вулиці). Крім того, системи обігріву працюють індивідуально (ліс плюс піч), а холодильники потребують стійкої централізованої інфраструктури (виробництво холодильників плюс електроенергія). Зберігання продуктів при різкому потеплінні стане неможливим – вони згниють та згорять. Тому, якщо людство матиме вибір, то йому слід обирати глобальну зиму, а не глобальне літо.

У всьому світі після трагедій Хіросіми та Нагасакі почали вивчати наслідки можливої ядерної війни – руйнування від найпотужніших вибухів, поширення радіації, біологічні поразки. У 80-ті роки було здійснено дослідження, присвячені і кліматичним ефектам, відомим тепер як "ядерна зима".

Вогненна куля ядерного вибуху спалює або обвуглює об'єкти на значній відстані від епіцентру. Близько 1/3 енергії вибуху, що стався на невеликій висоті, виділяється як інтенсивного світлового імпульсу. Так, за 10 км від епіцентру вибуху потужністю 1 Мт світловий спалах у перші секунди в тисячі разів яскравіший за сонце. За цей час спалахують папір, тканини та інші легкозаймисті матеріали. Людина отримує опіки третього ступеня. Виникають вогнища полум'я (первинні пожежі) частково гасяться потужною повітряною хвилею вибуху, але іскри, що розлітаються, палаючі уламки, бризки нафтопродуктів, що горять, короткі замикання в електромережі викликають великі вторинні пожежі, які можуть тривати багато днів.

Коли безліч незалежних пожеж об'єднуються в одне потужне вогнище, утворюється "вогненний смерч", здатний знищити величезне місто (як у Дрездені та Гамбурзі наприкінці Другої світової війни). Інтенсивне виділення тепла в центрі такого "смерчу" піднімає вгору величезні маси повітря, створюючи урагани біля поверхні землі, які подають нові порції кисню до вогнища пожежі. "Смерч" піднімає до стратосфери дим, пил і сажу, які утворюють хмару, що практично закриває сонячне світло, настає "ядерна ніч" і, як наслідок, "ядерна зима".

Розрахунки кількості аерозолю, що утворюється після таких пожеж, зроблено виходячи з середньої величини 4 г пального матеріалу на 1 см2 поверхні, хоча в таких містах, як Нью-Йорк або Лондон, її значення досягає 40 г/см2. За найобережнішими підрахунками, при ядерному конфлікті (відповідно до середнього, так званого "базового" сценарію) утворюється близько 200 млн т аерозолю, 30% якого складає вуглець, що сильно поглинає сонячне світло. В результаті район між 30о та 60о с. ш. буде позбавлений сонячного світла кілька тижнів.

Гігантські пожежі, що виділяють в атмосферу величезну кількість диму і викликають "ядерну ніч", до 80-х не враховувалися вченими при оцінках наслідків ядерних вибухів. Вперше на надзвичайну важливість масових пожеж для подальшого каскаду незворотних глобальних кліматичних та екологічних змін вказав у 1982 р. німецький вчений Пауль Крутцен.

Чому ж вчені не помічали "ядерну зиму" у 40-70-х роках і чи можна тепер наші знання про наслідки ядерної війни вважати остаточними?

Справа в тому, що ядерні випробування, що проводилися, все-таки були ізольованими, одиночними вибухами, тоді як найбільш "м'який" (100 Мт) сценарій ядерного конфлікту, що супроводжується "ядерною ніччю", передбачає удар по багатьох великих містах. Крім того, заборонені нині випробування проводилися так, що при цьому не було великих пожеж. Нові оцінки зажадали тісної співпраці та взаєморозуміння спеціалістів різних галузей науки: кліматологів, фізиків, математиків, біологів. Тільки при такому комплексному міждисциплінарному підході, що набирає сили останніми роками, вдалося зрозуміти всю сукупність взаємопов'язаних явищ, що здавалися раніше розрізненими фактами. Немаловажно й те, що "ядерна зима" належить до глобальних проблем, досліджувати які вчені навчилися лише нещодавно.

Вивчення та моделювання глобальних проблем розпочалося з ініціативи та під керівництвом Н.М. Моїсеєва у ВЦ РАН у 70-ті роки. Це дослідження ґрунтувалося на уявленні про те, що людина - частина біосфери, та її існування немислимо поза біосферою. Наша цивілізація може вижити лише у вузькому діапазоні параметрів біосфери. Зростаюча міць впливу людини на довкілля висуває першому плані вибір стратегії розвитку суспільства, гарантує як існування, а й спільну еволюцію (коеволюцію) людства і довкілля.

З відомих нині моделей різної складності для розрахунку змін клімату внаслідок термоядерного конфлікту одна з найдосконаліших тривимірна гідродинамічна модель ВЦ РАН. Перші розрахунки, проведені за цією моделлю В.В. Олександровим із колегами під керівництвом М.М. Моїсеєва, дають географічний розподіл всіх метеорологічних показників залежно від часу, що минув з ядерного конфлікту, що робить результати моделювання надзвичайно наочними, реально відчуваються. Подібні результати за узгодженим сценарієм ядерної війни одночасно отримали американські вчені. У подальших роботах оцінено ефекти, пов'язані з поширенням аерозолів, досліджено залежність характеристик "ядерної зими" від початкового розподілу пожеж та висоти підйому хмари сажі. Проведено розрахунки і для двох "граничних сценаріїв", взятих із роботи групи К. Сагана: "жорсткого" (сумарна потужність вибухів 10 000 Мт) та "м'якого" (100 Мт).

У першому випадку використовується приблизно 75% сумарного потенціалу ядерних держав. Це так звана загальна ядерна війна, первинні, негайні наслідки якої характеризуються величезними масштабами загибелі та руйнувань. У другому сценарії "витрачається" менше 1% ядерного арсеналу, що є у світі. Щоправда, і це 8200 "хиросим" ("жорсткий" варіант - майже мільйон)!

Сажа, дим і пил в атмосфері над регіонами північної півкулі, що зазнали атак, через глобальну циркуляцію атмосфери поширяться на величезні площі, через 2 тижні накривши всю Північну півкулю і частково Південну (рис.1). Важливо, скільки часу сажа та пил будуть перебувати в атмосфері та створювати непрозору пелену. Частинки аерозолю осідатимуть на землю під дією сили тяжіння та вимиватимуться дощами. Тривалість осідання залежить від розміру частинок і висоти, де вони опинилися. Розрахунки з використанням згаданої моделі показали, що аерозоль в атмосфері збережеться значно довше, ніж раніше. Справа в тому, що сажа, нагріваючись сонячними променями, підніматиметься вгору разом з нагрітими нею масами повітря і вийде з області утворення опадів (рис.2). Приземне повітря виявиться холоднішим за вище, і конвекція (включаючи випаровування і випадання опадів, так званий кругообіг води в природі) значно послабшає, опадів стане менше, так що аерозоль вимиватиметься набагато повільніше, ніж у звичайних умовах. Усе це призведе до того що, що " ядерна зима " затягнеться (рис.3, 4).

Рис. 1 Розповсюдження диму та пилу в атмосфері над поверхнею у перші 30 днів після ядерного конфлікту ("0 днів" - початкова локалізація викидів у Східній Європі).

Рис. 2 Меридіональний переріз атмосфери. Показано розподіл диму на 15-20 добу та область формування опадів.

Рис. 3, 4 Зміна температури повітря біля поверхні Землі через місяць після конфлікту з "жорстким" (потужність вибухів - 10 000 Мт) та "м'яким" (100 Мт) сценаріями.

Отже, головним кліматичним ефектом ядерної війни, незалежно від її сценарію, стане "ядерна зима" - різке, сильне (від 15о до 40о С у різних регіонах) та тривале охолодження повітря над континентами. Особливо важкими наслідки виявилися б улітку, коли над сушею в Північній півкулі температура впаде нижче за точку замерзання води. Іншими словами, все живе, що не згорить у пожежах, вимерзне.

"Ядерна зима" спричинила б за собою лавину згубних ефектів. Це насамперед різкі температурні контрасти між сушею і океаном, оскільки останній має величезну термічну інерцію, і повітря над ним охолоне набагато слабше. З іншого боку, як зазначалося, зміни у атмосфері придушать конвекцію, і над зануреними у ніч, скутими холодом континентами вибухнуть жорстокі посухи. Якщо події, що розглядаються, прийшли б на літо, то приблизно через 2 тижні, як вказувалося вище, температура біля поверхні суші в Північній півкулі впаде нижче нуля, і сонячного світла майже не буде. Рослини не встигнуть пристосуватися до низьких температур та загинуть. Якби ядерна війна почалася в липні, то в Північній півкулі загинула б вся рослинність, а в Південній – частково (рис. 5). У тропіках та субтропіках вона загинула б майже миттєво, бо тропічні ліси можуть існувати лише у вузькому діапазоні температур та освітленості.

Рис. 5 Ураження рослин при "ядерній зимі" в липні: 1 – загибель 100%, 2 – 50%, 3 – загибелі немає.

Багато тварин у Північній півкулі також не виживуть через нестачу їжі та складність її пошуку в "ядерній ночі". У тропіках та субтропіках важливим фактором буде холод. Загинуть багато видів ссавців, усі птахи; рептилії можуть зберегтися.

Якби описувані події відбувалися взимку, коли рослини північної та середньої смуги "сплять", їхню долю при "ядерній зимі" визначать морози. Для кожної ділянки суші з відомим співвідношенням порід дерев, порівнюючи температури взимку та під час "ядерної зими", а також дані про загибель дерев у звичайні та аномальні зими з тривалими морозами, можна оцінити відсоток загибелі дерев при "ядерній зимі" (рис. 6). ).

Рис. 6 Ураження рослин при "ядерній зимі" у січні: 1 - 100%, 2 - 90%, 3 - 75%, 4 - 50%, 5 - 25%, 6 - 10%, 7 - загибелі немає.

Мертві ліси, що утворилися на величезних площах, стануть матеріалом для вторинних лісових пожеж. Розпад цієї мертвої органіки призведе до викиду в атмосферу великої кількості вуглекислого газу, порушиться глобальний цикл вуглецю. Знищення рослинності (особливо у тропіках) викличе активну ерозію ґрунту.

"Ядерна зима", безсумнівно, викличе майже повну руйнацію екосистем, що нині існують, і зокрема агроекосистем, настільки важливих для підтримки життєдіяльності людини. Вимерзнуть усі плодові дерева, виноградники тощо. Загинуть усі сільськогосподарські тварини, оскільки інфраструктура тваринництва виявиться зруйнованою. Рослинність частково може відновитися (збережеться насіння), але цей процес буде уповільнений дією інших факторів. "Радіаційний шок" (різке зростання рівня іонізуючої радіації до 500-1000 рад) загубить більшість ссавців та птахів і спричинить серйозну променеву поразку хвойних дерев. Гігантські пожежі знищать більшу частину лісів, степів, сільськогосподарських угідь. Під час ядерних вибухів відбудеться викид в атмосферу великої кількості оксидів азоту та сірки. Вони випадуть на землю у вигляді згубних для живого "кислотних дощів".

Будь-який із цих факторів вкрай руйнівний для екосистем. Але найгірше те, що після ядерного конфлікту вони діятимуть синергетично (тобто не просто спільно, одночасно, а посилюючи дію кожного).

Питання достовірності та точності результатів, з наукової точки зору, надзвичайно важливе. Однак "критична точка", після якої починаються незворотні катастрофічні зміни біосфери та клімату Землі, вже визначено: "ядерний поріг", як зазначалося, дуже невисокий - близько 100 Мт.

Жодна система протиракетної оборони не може бути на 100% непроникною. Тим часом для непоправної біди вистачить і 1% (1% існуючого ядерного арсеналу - це приблизно 100 боєголовок балістичних ракет, за сукупною потужністю 5000 "хіросимам").

Феномен "ядерної зими" був всебічно вивчений світовою науковою спільнотою. У 1985 р. Науковий комітет з вивчення проблем захисту навколишнього середовища (СКОПЕ) випустив підготовлене колективом авторів із низки двотомне видання, присвячене оцінкам кліматичних та екологічних наслідків ядерної війни.

"Розрахунки показують, - говорилося в ньому, - що пил і дим поширяться на тропіки і більшу частину Південної півкулі. Таким чином, навіть країни, що не воюють, включаючи розташовані далеко від району конфлікту, будуть відчувати його згубний вплив. Індія, Бразилія, Нігерія або Індонезія можуть бути зруйновані внаслідок ядерної війни, незважаючи на те, що на їх території не розірветься жодна боєголовка... "Ядерна зима" означає суттєве посилення масштабів страждань для людства, включаючи нації та регіони, які не залучені безпосередньо до ядерної війни. Ядерна війна викличе руйнування життя Землі, катастрофу, безпрецедентну у історії, і стане загрозою самому існуванню людства " .

Ядерна зима – гіпотетичний глобальний стан клімату Землі внаслідок широкомасштабної ядерної війни. Передбачається, що в результаті винесення в стратосферу деякої кількості диму і сажі, викликаного великими пожежами під час вибуху декількох ядерних боєзарядів, температура на планеті повсюдно знизиться до арктичної внаслідок істотного підвищення кількості відбитих сонячних променів.

Навколо майже будь-якого виду зброї існує багато розхожих уявлень та відвертих міфів, які дуже хвилюють публіку, яка цікавиться армією та зброєю. Ядерна зброя не є винятком. Серед таких міфів широко відома концепція "ядерної зими". Давайте розберемо її детальніше...

Руйнівні наслідки теплового удару, вибухової хвилі, а також проникаючої та залишкової радіації були відомі вченим давно, але непрямий вплив подібних вибухів на довкілля довгі роки залишався поза увагою. Лише у 70-х роках було проведено кілька досліджень, у ході яких вдалося встановити, що озоновий шар, що захищає Землю від згубного впливу ультрафіолетового випромінювання, може бути ослаблений викидами в атмосферу великих об'ємів оксидів азоту, що відбудуться після численних ядерних вибухів.

Подальше вивчення проблеми показало, що хмари пилу, викинуті ядерними вибухами у верхні шари атмосфери, можуть перешкоджати теплообміну між нею та поверхнею, що призведе до тимчасового охолодження повітряних мас. Потім вчені звернули увагу на наслідки лісових та міських пожеж (т.зв. ефект «вогняного шторму»), викликаних вогненними кулями ядерних вибухів, і в 1983р. був запущений амбітний проект під назвою TTAPS (за першими буквами прізвищ авторів: R.P. Turco, O.B. Toon, T.P. Ackerman, J.B. Pollack та Carl Sagan). Він включав детальний розгляд такого фактора, як дим і сажа від палаючих нафтових полів і пластмаси в знищених вибухами містах (дим від подібних матеріалів поглинає сонячне світло набагато більш «ефективно», ніж дим від дерева, що горить). Саме проект TTAPS започаткував ходіння терміну «Ядерна зима» ("Nuclear winter"). Згодом ця зловісна гіпотеза була розвинена та доповнена науковими співтовариствами американських та радянських учених. З радянської сторони їй займалися такі кліматологи та математики як Н.М. Моїсеєв, В.В. Александров, А.М. Тарко.

Як припускають дослідники, першопричиною ядерної зими стануть численні вогняні кулі, спричинені вибухами ядерних боєголовок. Ці вогняні кулі призведуть до величезних неконтрольованих пожеж у всіх містах і лісах, які опинилися в їхньому радіусі поразки. Розігрів повітря над цими пожежами призведе до того, що величезні стовпи диму, сажі та попелу піднімуться на велику висоту, де вони можуть витати тижнями, доки не осядуть на землю або не вимиті з атмосфери з дощами.

Кілька сотень мільйонів тонн попелу і сажі будуть переміщатися східними і західними вітрами доти, доки вони не утворюють щільний рівномірний пояс частинок, що охоплює всю Північну півкулю і протягнувся від 30° пн.ш. до 60 ° пн.ш. (саме там розташовані усі великі міста та зосереджено майже все населення потенційних країн-учасників конфлікту). Через атмосферну циркуляцію потім частково торкнеться і Південна півкуля.

Ці густі чорні хмари екранують земну поверхню, запобігаючи потраплянню на неї сонячного світла (90%) протягом кількох місяців. Температура її різко впаде, найімовірніше на 20-40 градусів С. Тривалість ядерної зими, що настала, залежатиме від сумарної потужності ядерних вибухів і при «жорсткому» варіанті може досягати двох років. При цьому величина похолодання при вибухах 100 і 10000 Мт відрізняється незначно.

В умовах повної темряви, низьких температур та випадання радіоактивних опадів (fallout) процес фотосинтезу практично припиниться, і більша частина земної рослинності та тваринного світу буде знищена. У Північній півкулі багато тварин не виживуть через нестачу їжі та складність її пошуку в "ядерній ночі". У тропіках та субтропіках важливим фактором буде холод – теплолюбні рослини та тварини занапастить навіть короткочасне зниження температури. Вимруть багато видів ссавців, всі птахи, більшість рептилій. Різкий стрибок рівня іонізуючої радіації до 500-1000 рад («радіаційний шок») загубить більшість ссавців і птахів і викличе серйозне променеве ураження хвойних дерев. Гігантські пожежі знищать більшу частину лісів, степів, сільськогосподарських угідь.

Безумовно загинуть агроекосистеми, такі важливі підтримки життєдіяльності людини. Повністю вимерзнуть усі плодові дерева, виноградники, загинуть усі сільськогосподарські тварини. Зниження середньорічної температури навіть не на 20 ° - 40 ° С, а "всього" на 6 ° - 7 ° С рівнозначно повної загибелі врожаїв. Навіть без прямих втрат від ядерних ударів, тільки це виявилося б найстрашнішим лихом з усіх, які колись довелося пережити людству.

Таким чином, люди, що пережили перший удар, зіткнуться з арктичним холодом, високим рівнем залишкової радіації і загальним руйнуванням промислової, медичної та транспортної інфраструктури. Разом із припиненням постачання їжі, загибеллю посівів та жахливим психологічним стресом це призведе до колосальних людських жертв від голоду, виснаження та хвороб. Ядерна зима може зменшити населення Землі у рази і навіть у десятки разів, що означатиме фактичний кінець цивілізації. Спільної долі можуть уникнути навіть країни Південної півкулі, такі як Бразилія, Нігерія, Індонезія чи Австралія, які бути зруйновані, незважаючи на те, що на їх території не розірветься жодна боєголовка.

Можливість виникнення ядерної зими передбачена Г. С. Голіциним в СРСР та Карлом Саганом у США, потім ця гіпотеза була підтверджена модельними розрахунками Обчислювального центру АН СРСР. Ця робота була проведена академіком Н. Н. Мойсеєвим та професорами В. В. Александровим та Г. Л. Стенчиковим. Ядерна війна призведе до «глобальної ядерної ночі», яка триватиме близько року. Сотні мільйонів тонн ґрунту, сажа міст і лісів, що горять, зроблять небо непроникним для сонячного світла. Було розглянуто дві основні можливості: сумарна потужність ядерних вибухів 10 000 та 100 Мт. При потужності ядерних вибухів 10 000 Мт сонячний потік біля Землі скоротиться в 400 разів, характерний час самоочищення атмосфери становитиме приблизно 3-4 місяці.

При потужності ядерних вибухів у 100 Мт сонячний потік біля Землі скоротиться в 20 разів, характерний час самоочищення атмосфери близько місяця. При цьому кардинально змінюється весь кліматичний механізм Землі, що проявляється у винятково сильному охолодженні атмосфери над материками (за перші 10 днів середня температура падає на 15 градусів, а потім починає трохи підвищуватися). У окремих районах Землі похолодає і 30-50 градусів. Ці роботи набули широкого суспільного резонансу у широкій пресі різних країн. Згодом багато фізиків заперечували достовірність та стійкість отриманих результатів, проте переконливого спростування гіпотеза не отримала.

Багатьох бентежить те, що теорія ЯЗ з'явилася підозріло «вчасно», збігшись у часі з періодом так званої «розрядки» і «нового мислення», і перед розпаду СРСР і добровільному залишенню їм своїх позицій на світовій арені. Масла у вогонь підлило і таємниче зникнення 1985г. в Іспанії В. Александрова – одного з радянських розробників теорії ЯЗ.

Проте противниками теорії ЯЗ виступають не лише вчені – математики та кліматологи, які виявили у розрахунках К.Сагана та М.Моїсеєва значні похибки та припущення. Найчастіше нападки на ЯЗ політично забарвлені.

Вся ця історія спочатку справляла враження грандіозної "психічної атаки", здійсненої керівництвом США на радянське керівництво. Ціль її була цілком очевидною: змусити радянське керівництво відмовитися від застосування ядерної зброї, що дало б для США військову перевагу. Якщо масований відповідний або зустрічний ядерний удар призведе до "ядерної зими", то застосовувати його безглуздо: такий удар спричинить корінний підрив сільського господарства, сильні неврожаї протягом ряду років, що викличе сильний голод навіть за радянських стратегічних запасів продовольства.

Зважаючи на те, що Маршал Радянського Союзу С.Ф. Ахромєєв згадував, що наприкінці 1983 року в Генеральному штабі наприкінці 1983 року, тобто після появи концепції "ядерної зими", її презентації на безпрецедентній науковій радянсько-американській науковій конференції з прямим телемістом Москва-Вашингтон 31 жовтня - 1 листопада 1983 року американськими навчаннями Able Archer-83, що розпочалися 2 листопада 1983 року і відпрацьовували ведення повномасштабної ядерної війни, почали розробляти плани повної відмови від ядерної зброї, "психічна атака" досягла мети.

Американська версіяВона пояснює появу теорії ЯЗ тим, що ОВС мав перевагу над НАТО у звичайних озброєннях у Європі, і тому СРСР було вигідне незастосування ядерної зброї у разі великомасштабної війни.

Насторожує і те, що після закінчення холодної війни не проводиться спроб змоделювати ефект ЯЗ на сучасному устаткуванні (такому як встановлений в Національному Центрі Атмосферних Досліджень США суперкомп'ютер Blue Sky c піковим значенням продуктивності до 7 Тфлоп і зовнішньою пам'яттю об'ємом 31,5 Тбайт). Якщо такі дослідження і мають місце, вони мають приватний характер і не набувають широкого розголосу, і особливо державної підтримки. Все це може говорити на користь версії про «замовний» характер теорії ЯЗ.

Рух за мир у всьому світі аплодував цій концепції, оскільки бачив у ній аргумент за повне ядерне роззброєння. Знайшла вона певне застосування і у великій військовій стратегії, як один із різновидів MAD - Mutual Assured Destruction, або гарантованого взаємного знищення. Суть цієї ідеї полягала в тому, що жоден із супротивників по можливій ядерній війні не зважиться на масований удар, оскільки в будь-якому випадку буде знищений, якщо не ядерним жаром, то наступним холодом. Це було і є одним із стовпів доктрини ядерного стримування.

Використання концепції " ядерної зими " як аргументації за ядерне стримування є далеко не безпечним заняттям, з простої причини, що це самообман.

Сперечатись із концепцією, під якою стоять імена великих учених - справа нелегка, але в даному випадку необхідна, тому що на кону стоїть найважливіше питання військової стратегії: покладатися на ядерну зброю як засіб стримування, чи ні.

Лісові пожежі: матмодель та натурні випробування

Отже, концепція "ядерної зими" постулює, що у разі масованих ядерних ударів, вибухи підпалять міста та лісові масиви (академік М.М. Мойсеєв виходив у своїх оцінках із площі лісових пожеж у 1 млн. кв.км), і лише у лісових пожежах утворюється близько 4 млрд. тонн сажі, які створять непроникні для сонячного світла хмари, покриють усю Північну півкулю і настане "ядерна зима". Пожежі у містах ще додадуть до цього сажі.

Але до цього страху варто додати кілька зауважень.

Спочатку варто відзначити, що ця концепція стоїть на оцінках, розрахунках та математичному моделюванні, і вона була прийнята як керівництво для найважливіших політичних рішень без проведення перевірочних випробувань. Здається, що тут головну роль відіграла абсолютна довіра до вчених: мовляв, якщо вони сказали, то як і є.

Тим часом важко зрозуміти, як можна було прийняти таке твердження на віру, особливо на рівні начальника Генерального штабу. Справа в тому, що кожна людина, яка хоч раз у житті розпалювала багаття або топила піч дровами, знає, що деревина при горінні майже не коптить, тобто не виділяє сажі, на відміну від гуми, пластмас та солярки з гасом. Головний продукт горіння деревини – вуглекислий газ, прозорий для світла. Кажуть, що він має парниковий ефект, тож від масштабних лісових пожеж можна було очікувати швидше на потепління клімату.

Далі у маршала Ахромєєва були всі можливості перевірити істинність моделі натурними випробуваннями. Це можна було зробити різноманітними способами. Наприклад, запитати дані лісоохорони, у яких ліси горіли щороку, і на основі вимірювань лісів, що вигоріли, дізнатися, скільки пального матеріалу звернулося в продукти згоряння і яких. Якщо такі дані Генеральний штаб не влаштовували, то можна було провести досвід: точно виміряти вагу деревини на якійсь ділянці лісу, потім підпалити його (аж до проведення натурного ядерного випробування), і в ході пожежі виміряти, чи утворилося стільки сажі, скільки внесено у матмодель. Можна було взяти кілька досвідчених ділянок лісу та перевірити, як він горить улітку та й узимку, під дощем та в ясну погоду. Фактор сезону мав значення, оскільки взимку наші ліси засипані снігом і не можуть горіти. Ліс палити, звичайно, шкода, але кілька тисяч гектарів – прийнятна ціна за вирішення найважливішого стратегічного питання.

Не вдалося знайти жодних відомостей, що такі випробування проводились.

У реалістичності оцінок лісових пожеж сумнівався, наприклад, І.М. Абдурагимов, експерт із пожежної справи, який навіть намагався протестувати проти концепції "ядерної зими". За його оцінками, заснованими на досвіді реальних лісових пожеж, виходило, що при звичайному вигорянні 20% пального матеріалу в лісі утворюється максимум 200-400 г сажі на кв. метр. 1 млн кв. кілометрів лісових пожеж дадуть максимум 400 млн. тонн сажі, що у десять разів менше, ніж у моделі Мойсеєва.

Далі – цікавіше. Явковим порядком натурні випробування концепції "ядерної зими" у нас відбулися під час лісових пожеж 2007-2012 років, особливо сильно у 2010 році, коли вигоріло близько 12 млн гектарів або 120 тисяч кв. км, тобто 12% від масштабу, прийнятого до моделі ядерної зими. Від цього - не відмахнешся, оскільки якби ефект мав би місце, то він проявився б.

Найцікавіше в тому, що було проведено підрахунки освіти сажі у цих пожежах, опубліковані у журналі "Метеорологія та гідрологія", № 7 за 2015 рік. Результат виявився перекидальним. Сажі на ділі утворилося 2,5 грами з кв. метр лісової пожежі. На всій площі пожеж утворилося близько 300 тисяч тонн сажі, що легко перевести в розрахунковий мільйон кв. км - 2,5 млн. тонн, що у 1600 разів менше, ніж у моделі " ядерної зими " . І це - у найкращих умовах сухого та спекотного літа, коли дощ не гасив пожежі, а гасіння не могло впоратися з вогнем.

У містах стояв густий зміг, багато населених пунктів постраждало від вогню, великих збитків і так далі, тільки ось нічого подібного до "ядерної зими" не настало і близько. Так, неврожай у 2010 році був, тоді було зібрано 62,7 млн. тонн зернових, що навіть менше, ніж попереднього неврожайного 2000 року. І все-таки, за середнього споживання зернових у Росії у розмірі 32 млн. тонн на рік, ми вийшли навіть із гарним запасом хліба, крім перехідних запасів.

Отже, навіть якщо згорить мільйон кв. км лісів у разі ядерної війни, "ядерної зими", сільськогосподарської кризи та голоду не настане.

Чи правда, що палаючі міста закоптять небо?

Перевірити, як горять міста було, звісно, складніше. Однак і тут у Генерального штабу, що володіє численними військово-будівельними та саперними частинами, цілком була можливість побудувати досвідчене місто, підпалити його і подивитися, як воно горітиме і чи правда, що хмари сажі закриють усе навколо.

І.М. Абдурагимов заперечував також оцінки пожеж в містах, вказуючи, що вміст пального матеріалу на одиницю площі сильно завищено, і що навіть при найсильніших пожежах воно не вигоряє цілком, а лише приблизно на 50%, та й до того ж ударна хвиля на великій площі зіб'є полум'я, а завали задушать пожежі.

Втім, у нас є можливість подивитися на приклад міста, яке горіло синім полум'ям. Це, звісно, Дрезден під час бомбардування 13-15 лютого 1945 року. На нього було скинуто 1500 тонн фугасних та 1200 тонн запальних бомб у ніч з 13 на 14 лютого, 500 тонн фугасних та 300 тонн запальних бомб вдень 14 лютого та 465 тонн фугасних бомб 15 лютого. Разом: 2465 тонн фугасних та 1500 тонн запальних бомб. За підрахунками британського фізика, барона Патріка Стюарта Мейнарда Блекетта, руйнівний еквівалент уранової хіросимської бомби 18-21 кт становив 600 тонн фугасних бомб. Удар по Дрездену був еквівалентний 4,1 хіросимським бомбам, тобто до 86 кт.

Зазвичай, Дрезден був зруйнований майже весь або весь. Це, звісно, негаразд. У 1946 році муніципалітет Дрездена випустив брошуру "In Dresden wird gebaut und das Gewerbe arbeitet wieder". У ній наводилися точні дані про руйнування, оскільки муніципалітету потрібно було скласти план відновлення міста. Наслідки бомбардування були вражаючими. У центрі міста лежала гора руїн обсягом до 20 млн. кубометрів, що покриває площу 1000 гектарів заввишки близько двох метрів. У ній копали шахти, щоб дістати з-під завалів уцілілі речі, інструменти, придатні частини будівель. Проте, із 228 тисяч квартир у Дрездені було повністю знищено 75 тисяч, 18 тисяч сильно пошкоджені та непридатні. 81 тисяча квартир мала легкі ушкодження. Разом зруйновано 93 тисячі квартир або 40,7% наявних. Площа сильних руйнувань становила 15 кв.км.

Але яка площа була у Дрездена? Про це мало де повідомляється, і може скластися враження, що місто було компактним. Тим часом це не так. За даними німецької енциклопедії Der Große Brockhaus, довоєнного випуску, в 1930 році Дрезден мав разом із передмістями площу 109 кв.км. Це було одне з найбільших міст Німеччини. Зона руйнувань становила 13,7% території міста.

Хоча в Дрездені була сильна багатоденна пожежа, що переросла в "вогненний шторм", проте місто згоріло далеко не все, це по-перше. По-друге, дим і сажа від пожежі в Дрездені не зуміли піднятися високо в атмосферу і створити щільну стійку хмару, через пару днів сажа була вимита дощем. По-третє, у Німеччині було зруйновано та згоріло від бомбардувань 43 великих міста. Вони розташовувалися на досить компактній території, і певний вплив диму від міських пожеж та бойових дій на клімат, мабуть, міг бути. У всякому разі, зима 1945/46 року в Німеччині була дуже сніговою та холодною, її навіть називали "взимку сторіччя". Зруйнованою війною Німеччини довелося дуже нелегко, але навіть роззуті, роздягнені і позбавлені даху над головою німці, при крайньому дефіциті хліба і вугілля, її пережили. У 1946 та 1947 роках у Східній Європі були сильні посухи. Але ні негайного настання зими серед літа (якщо ми говоримо про бомбардування 1944 року), ні настання тривалого періоду похолодання не спостерігалося.

Отже, розрахунки на те, що пожежі в містах після ядерних вибухів закриють небо чорними хмарами і викличуть моментальний наступ sibirische Kälte, явно не виправдовуються відомими прикладами.

Недостатній обсяг доказової бази.

Відомо, що навіть локальні прогнози погоди мають не дуже високий рівень достовірності (не більше 80%). При глобальному моделюванні клімату необхідно враховувати значно більше чинників, в повному обсязі яких були відомі на даний момент проведення дослідження.

Важко судити, наскільки реальні побудови М. Моїсеєва – К. Сагана, оскільки йдеться про імітаційну модель, зв'язок якої з дійсністю не є очевидним. Розрахунки атмосферної циркуляції досі далекі від досконалості, а обчислювальні потужності, "суперкомп'ютери" (БСЕМ-6, Cray-XMP), які були в розпорядженні вчених у 80-х роках, поступаються за продуктивністю навіть сучасним PC.

Модель «ядерної зими» Сагана – Моїсеєва не враховує таких чинників як виділення парникових газів (СО2) внаслідок множинних пожеж, і навіть вплив аерозолів на тепловтрати земної поверхні.

Також вона не бере до уваги той факт, що клімат планети - механізм, що саморегулюється. Наприклад, парниковий ефект може компенсуватися тим, що рослини починають інтенсивніше поглинати вуглекислий газ. Важко судити, які компенсаторні механізми можуть увімкнутися у разі викиду в атмосферу величезних обсягів попелу та пилу. Наприклад, ефект ЯЗ може «пом'якшити» висока теплоємність океанів, тепло яких не дасть зупинитися конвекційним процесам, і пил випаде дещо раніше, ніж показали розрахунки. Можливо, зміна альбедо Землі призведе до того, що вона поглинатиме більше сонячної енергії, що разом із парниковим ефектом, викликаним виділенням аерозолів, призведе не до похолодання, а до нагрівання земної поверхні («Венеріанський варіант»). Однак і в цьому випадку може включитися один із захисних механізмів - океани почнуть інтенсивніше випаровуватися, пил випаде з дощами, і альбедо прийде в норму.

Багато кліматологів припускають, що теоретично ЯЗ можлива, але вона не може бути наслідком навіть великомасштабного конфлікту між Росією та США. На думку, всього арсеналу наддержав недостатньо задля досягнення необхідного ефекту. Для ілюстрації даної тези наводиться вибух вулкана Кракатау в 1883 р., оцінки мегатоннажу якого відрізняються від 150 мегатонн до кількох тисяч. Якщо вірне друге, це цілком можна порівняти з невеликою, але інтенсивної ядерної війною. Виверження вулкана викинуло в атмосферу близько 18 км3 породи і призвело до так званого року без літа - невеликого зниження середньорічної температури на всій планеті. Але не загибель цивілізації, як ми знаємо.

Отже, порівняння концепції "ядерної зими" та її підстав із реальними випадками масштабних міських та лісових пожеж дуже наочно показують її неспроможність. Такого виділення сажі під час пожеж, яке в неї закладено, просто не буває. Саме тому віра в "ядерну зиму" є самообманом, і побудова на цій основі доктрини ядерного стримування явно помилкова.

Це вже досить серйозна справа. Вважаючи, що ймовірний противник не наважиться завдати масованого ядерного удару, тому що сам загине від "ядерної зими", можна ж і прорахуватися. Якщо американці сфабрикували цю концепцію для ядерного роззброєння Радянського Союзу, то можна бути впевненими, що самі вони добре уявляють справжній стан справ і масований ядерний удар їх не лякає. Інша річ, що американці ніколи не висловлювали готовності воювати в стилі обміну нищівними ударами, їх завжди цікавило досягнення переваги, а ще краще – першого безкарного удару у поєднанні з гарантією, що по них не завдадуть удару вперед. Концепція " ядерної зими " цього працює і дуже непогано. До того ж, на превеликий жаль борців за мир, ця концепція не призвела до загального ядерного роззброєння, і їм доведеться знайти інші, більш дієві аргументи.