Реферат: Ядерная зима 2
Эти расчеты, выполненные в 1978-1979 годах, заставили ученых изменить взгляды на климатические последствия ядерной войны и на опасность «климатической сверхбомбы». Стало ясно, что в современных условиях климатические последствия взрывов зависят не столько от их мощности, сколько от того, где они произойдут. А при любых сценариях ядерного конфликта одной из главных целей оказываются именно города.
Важность результатов Крутцена одним из первых оценил известный американский астроном и популяризатор науки К. Саган, возглавляющий лабораторию планетной астрономии в Корнеллском университете. По его собственным словам, интерес к этой проблеме у него вызвали данные о пыльных бурях на Марсе, приводящих к глобальному запылению атмосферы планеты (о них еще будет сказано ниже), а также высказанная недавно гипотеза о причинах вымирания динозавров и многих других биологических видов (ряд ученых полагают, что они вымерли из-за резкого похолодания на Земле, вызванного столкновением нашей планеты с крупным метеоритом или астероидом, и долговременным загрязнением атмосферы пылевыми выбросами). Под руководством Сагана группа ученых, используя данные Крутцена об «огненном торнадо», разработала сценарий, точнее, целый набор сценариев воздействия разных «вариантов» ядерной войны на атмосферу и климат Земли.
По основному («базовому») сценарию происходит обмен ядерными ударами суммарной мощностью в 5000 Мт, 20 процентов которой приходится на промышленные районы, в том числе на тысячу крупных городов. В остальных сценариях мощность варьируется от 100 до 25000 Мт, а доля, приходящаяся на города и индустриальные районы,- от 10 до 33 процентов (бомбардировка городов, по мнению авторов сценария, основанному на тщательном изучении соответствующей литературы, неизбежна: слишком много приоритетных военно-промышленных целей расположено в городах или поблизости от них, а «хирургические» удары по этим изолированным целям технически невозможны из-за большой — свыше 100 кт — мощности стратегических боеголовок). Авторы сценария оценили масштабы выброса пыли и сажи и возможные глобальные последствия этого выброса для климата: при всех возможных сценариях неизбежно быстрое и резкое похолодание. Климатические изменения по отдельным зонам и периодам не рассчитывались сколько-нибудь точно: как заметили авторы в статье на страницах журнала «Science», даже падения температуры на 5-10 градусов, соответствующего самым «мягким» сценариям охлаждения, вполне достаточно, чтобы превратить лето в зиму.
Общий вывод Сагана и его сотрудников по всем сценариям выражался двумя понятиями: «ядерная зима» и «ядерная ночь».
«Сценарий Сагана» получил сравнительно широкую известность, и в марте 1983 года около ста ученых из разных стран собрались в Кембридже (Массачусетс), чтобы обсудить его. Один из авторов настоящей статьи, участвовавший в обсуждении, привез экземпляр сценария в ВЦ АН СССР, и мы решили пойти дальше: посмотреть на математической модели, как же будут развиваться события, если «базовый сценарий» воплотится в жизнь. ВЦ АН СССР был, пожалуй, единственным учреждением в мире, где можно было выполнить соответствующие расчеты: там уже имелась математическая модель «климатической машины» нашей планеты, создававшаяся на протяжении нескольких лет как подсистема глобальной модели биосферы. Она представляет собой систему математических моделей, отражающих в весьма укрупненном и обобщенном виде основные процессы, которые определяют климат нашей планеты, и их взаимовлияние. Эта модель специально рассчитана на то, чтобы ставить на ней математические эксперименты типа «А что, если…», и на ней оказалось возможным подсчитать более долговременные последствия глобального катаклизма.
Лето 1983 года сектор климатических моделей ВЦ АН СССР провел в многовариантных расчетах по «сценарию Сагана». Выяснилось, в частности, что двумя основными факторами, влияющими на динамику климата, будут замутнение атмосферы и полная перестройка циркуляции атмосферы из-за громадной разницы температур между различными регионами. В обычных условиях воздушные бассейны над Северным и Южным полушариями образуют две изолированные «климатические ячейки», разделенные экваториальной зоной; после образования над Северным полушарием ядерного облака формируется единый мощный воздушный поток, охватывающий оба полушария. В результате этих процессов, несмотря на гигантское выделение тепла при пожарах, уже в середине первого месяца после конфликта температура в Северном полушарии упадет на 15-20 градусов, а в отдельных районах и гораздо больше — с этого утверждения и началась наша статья. К тому же времени из-за изменений в циркуляции воздуха черное облако начнет проникать в Южное полушарие, где через некоторое время температура почти уравняется с температурой Северного полушария. При этом верхние слои задымленной атмосферы нагреваются гораздо сильнее, чем до взрывов: ведь альбедо Земли уменьшается. Но только верхние. Подстилающая поверхность и нижние слои атмосферы прогреваются куда медленнее.
Отсутствие вертикальной конвекции (более легкие горячие слои и так располагаются над более холодными) резко затормозит осаждение пыли. Еще больше затормозит его практически полное отсутствие осадков: из-за слишком большого количества пылинок в атмосфере капли влаги просто не смогут конденсироваться до нужного размера, да и относительная влажность перегретой атмосферы будет невелика. Однако, хотя осадков во внутренних районах континентов не будет, примерно через полгода после конфликта очень вероятны мощнейшие