Invierno nuclear

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El invierno nuclear  es un estado global hipotético del clima de la Tierra como resultado de una guerra nuclear a gran escala . Se supone que como resultado de la remoción de una cierta cantidad de humo y hollín en la estratosfera , causados ​​por extensos incendios durante la explosión de varios cientos de ojivas nucleares , la temperatura del planeta descenderá hasta el Ártico en todas partes como resultado de una aumento significativo en el reflejo de la luz solar desde la atmósfera superior [1] [2] [3 ] [4] .

El nacimiento de la teoría

La posibilidad de un invierno nuclear fue predicha por primera vez por G. S. Golitsyn en la URSS y por Carl Sagan [2] en los Estados Unidos .

Al mismo tiempo, es significativo que el razonamiento de C. Sagan fuera de carácter cualitativo (descriptivo) “a partir de consideraciones generales” y cálculos muy aproximados, lo que unido a su fama no sólo como científico, sino también como divulgador activo de la ciencia (además, varios colegas, por ejemplo, Robert Chastrow, hubo quejas contra K. Sagan sobre la precisión de la justificación científica de su razonamiento: "Los cálculos del profesor Sagan ignoran las leyes de la gravedad. En esto, el Dr. . Velikovsky fue el mejor astrónomo.") E incluso el autor de la novela de ciencia ficción "Contacto" (sobre una reunión con representantes de una civilización alienígena), condujo a una percepción acrítica y simplemente descuidó este pronóstico de las consecuencias de un nuclear guerra por muchos científicos.

El académico ruso N. N. Moiseev propuso verificar esta suposición mediante cálculos numéricos basados ​​en el uso de modelos matemáticos del océano mundial y la atmósfera terrestre desarrollados en ese momento tanto en la URSS como en los EE. . Esta hipótesis fue confirmada por primera vez por cálculos modelo en el Centro de Computación de la Academia de Ciencias de la URSS . Este trabajo fue realizado por el académico N. N. Moiseev y los profesores V. V. Aleksandrov [6] y G. L. Stenchikov [7] utilizando el modelo biosférico de Gaia [8] .

Este trabajo despertó inicialmente la desconfianza y las críticas de los colegas estadounidenses, pero ya no era posible simplemente ignorarlo, y los estadounidenses, a su vez, realizaron una serie de cálculos en sus modelos del océano y la atmósfera. La comparación de los resultados mostró tanto la validez de la predicción del fenómeno del "invierno nuclear" bajo los supuestos hechos, como la alta concordancia de los detalles de los pronósticos de los grupos de científicos soviéticos y estadounidenses, a pesar de ciertas diferencias en los enfoques de modelado y el capacidades de los propios modelos matemáticos construidos y los modelos computacionales correspondientes.

Detalles del modelado predictivo

Una guerra nuclear posiblemente conducirá a una "noche nuclear global" que durará alrededor de un año. Se consideraron dos posibilidades principales: el rendimiento total de explosiones nucleares de 10.000 y 100.000 megatones.

Con una potencia de explosión nuclear de 100.000 megatones, el flujo solar cerca de la superficie de la Tierra se reducirá en un factor de 400, y el tiempo de autopurificación de la atmósfera será de aproximadamente 3-4 meses. Con una potencia de explosiones nucleares de 10.000 megatones, el flujo solar cerca de la superficie de la Tierra se reducirá en un factor de 20, y el tiempo característico para la autopurificación de la atmósfera es de aproximadamente un mes. Al mismo tiempo, todo el mecanismo climático de la Tierra cambia radicalmente, lo que se manifiesta en un enfriamiento excepcionalmente fuerte de la atmósfera sobre los continentes (durante los primeros 10 días, la temperatura promedio debería disminuir en 15 grados) [9] [10 ] . En algunas áreas de la Tierra, el enfriamiento puede alcanzar los 30-50 grados. A pesar de esto, los cálculos del equipo de Sagan mostraron que el sistema climático debería volver a la normalidad aproximadamente un año después del inicio de un conflicto nuclear.

Estos trabajos recibieron una amplia respuesta de público en la prensa no especializada de diferentes países [11] .

Cuentas modernas

En obras modernas de 2007, 2008. Las simulaciones por computadora muestran que una pequeña guerra nuclear, donde cada beligerante usa alrededor de 50 cargas (aproximadamente el 0,3% del arsenal mundial actual en 2009), cada una de las cuales tiene el mismo poder que una bomba detonada sobre Hiroshima , detonándolas en la atmósfera sobre ciudades , dará un efecto climático sin precedentes comparable a la Pequeña Edad de Hielo [12] .

Según los cálculos de los científicos estadounidenses Owen Tun Richard Turco , la guerra indo pakistaní con el uso de ojivas con una capacidad total de 750 kilotones provocaría la liberación de 6,6 millones de toneladas de hollín a la estratosfera . Este grado de contaminación es suficiente para enviar la temperatura de la Tierra por debajo de la de 1816 (" Un año sin verano "). Un intercambio de ataques nucleares entre Rusia y los Estados Unidos usando 4400 cargas con una capacidad de al menos un megatón cada una conduciría a la liberación de 150 megatones de hollín, mientras que el modelo de cálculo utilizado muestra que ya 75 megatones de hollín en la estratosfera conducir a una caída rápida en el valor del flujo de energía por m² de la superficie terrestre, una reducción del 25 por ciento en la precipitación y una caída en la temperatura por debajo de los valores de la Edad de Hielo del Pleistoceno . Tal imagen persistiría durante al menos 10 años, lo que tendría consecuencias catastróficas para la agricultura [13] . Al mismo tiempo, vale la pena señalar que en estos cálculos, las explosiones terrestres también se utilizaron en los datos iniciales sin tener en cuenta una dispersión significativa en el poder, lo que resultó en el modelado de los incendios más fuertes en ciudades y bosques ( el llamado tornado de fuego ), que, junto con subestimar en casi tres veces el número de ojivas, da motivos para juzgar sus resultados más bien nivelados y la realidad puede ser mucho más desastrosa.

Crítica

El concepto de "invierno nuclear" se basa en modelos a largo plazo del cambio climático. Al mismo tiempo, el modelado numérico y de laboratorio detallado de la etapa inicial de desarrollo de incendios a gran escala ha demostrado que el efecto de la contaminación atmosférica tiene consecuencias tanto locales como globales. Sobre la base de los resultados obtenidos, se llegó a una conclusión sobre la imposibilidad de un invierno nuclear (Muzafarov, Utyuzhnikov, 1995 [14] , trabajo bajo la supervisión de A. T. Onufriev en el Instituto de Física y Tecnología de Moscú [15] ). Los opositores al concepto de "invierno nuclear" se refirieron al hecho de que durante la " carrera nuclear " en 1945-1998, se produjeron en el mundo unas 2.000 explosiones nucleares de diversa potencia en la atmósfera y bajo tierra [16] . Juntos, en su opinión, esto equivale al efecto de un conflicto nuclear prolongado a gran escala. En este sentido, la "guerra nuclear" ya ha tenido lugar sin conducir a una catástrofe ambiental global.

Sin embargo, la diferencia fundamental entre las pruebas nucleares y el intercambio de ataques es que :

Al mismo tiempo, según los opositores al concepto de "invierno nuclear", tales cálculos no tienen en cuenta los escenarios de contrafuerza de un conflicto nuclear desarrollado en la década de 1960. Estamos hablando de opciones para llevar a cabo operaciones militares, cuando solo los lanzadores enemigos son los objetivos de los ataques nucleares y las armas nucleares no se usan contra sus ciudades. Sin embargo, incluso en el caso de ataques a megaciudades, la cantidad de hollín liberada será dos órdenes de magnitud menor que en el caso de un ataque a un bosque, y no se formará un tornado de fuego. Como prueba, se cita el hecho de que los cálculos de la tormenta de fuego se basan en las consecuencias del bombardeo de Hiroshima, que en 1945 consistía casi en su totalidad en edificios de madera y lino, mientras que las ciudades modernas se construyen con hormigón y piedra incombustibles.

La liberación de hollín a la estratosfera como causa de un "invierno nuclear" también ha sido criticada como un evento improbable. Cuando se golpea una ciudad moderna, la emisión de hollín se calcula según el principio de usar un esquema de incendios forestales , teniendo en cuenta la cantidad mucho mayor de combustible que existe en la misma área. Dado que la llama durante un incendio se propaga mucho más rápido verticalmente que horizontalmente, los edificios en pie crean condiciones favorables para el estallido de incendios masivos. El artículo de I. M. Abduragimov [17] critica duramente la cantidad de hollín que se liberará como resultado de una guerra nuclear a gran escala. El poder de las armas termonucleares es tan grande que cuando se golpea una ciudad moderna, la superficie se derrite y se nivela con el suelo con un poderoso golpe, enterrando así el material inflamable bajo los restos incombustibles de los edificios.

Analogías naturales

Las emisiones de grandes cantidades de hollín durante las erupciones volcánicas tienen un efecto mucho menor sobre el clima. Por ejemplo, durante la erupción del volcán Tambora en la isla indonesia de Sumbawa en 1815, se arrojaron alrededor de 150 megatones de hollín. Una cantidad significativa de ceniza volcánica permaneció en la atmósfera a altitudes de hasta 80 km durante varios años y provocó una intensa coloración de los amaneceres, pero la temperatura global descendió solo 2,5 °C. Las consecuencias de este fenómeno, por supuesto, fueron muy difíciles para la agricultura, cuyo nivel en ese momento era muy primitivo en términos modernos, pero aún así no condujo a la despoblación de las regiones donde la población moría de hambre como resultado de malas cosechas. [18] .

Además, la teoría del invierno nuclear no tiene en cuenta el efecto invernadero de las gigantescas emisiones de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero debido al uso masivo de armas nucleares, así como el hecho de que la caída de temperatura por la reducción del acceso a la luz solar compensarse con las enormes emisiones térmicas de los probables incendios y explosiones.

Desde al menos principios de la década de 1960 y al menos hasta 1990, ha habido una disminución gradual en la cantidad de luz solar que llega a la superficie de la Tierra, un fenómeno llamado oscurecimiento global [20] . Su principal causa son las partículas de polvo que ingresan a la atmósfera durante las emisiones volcánicas y como resultado de las actividades industriales. La presencia de tales partículas en la atmósfera crea un efecto refrescante debido a su capacidad para reflejar la luz solar. Los dos subproductos de la combustión de combustibles fósiles, CO 2 y aerosoles, se compensan parcialmente durante varias décadas, reduciendo el efecto de calentamiento durante este período [21] [22] .

En áreas aisladas con altas concentraciones de hollín, como la India rural, hasta el 50% del calentamiento cerca de la superficie del suelo está enmascarado por nubes de hollín [23] . Al caer sobre la superficie, especialmente sobre glaciares o sobre nieve y hielo en el Ártico, las partículas de hollín provocan un calentamiento de la superficie debido a una disminución de su albedo [24] .

El científico Fred Singer tiene esto que decir sobre el tema [25] :

Siempre he considerado que el "invierno nuclear" es un engaño científicamente no verificado , que es de lo que hablé en mi discusión con Carl Sagan durante la discusión de Nightline. La evidencia de los incendios de petróleo en Kuwait apoya este punto de vista. De hecho, las explosiones nucleares podrían crear un fuerte efecto invernadero y causar calentamiento, no enfriamiento. Esperemos que nunca sepamos cómo sucede realmente.

Texto original  (inglés)[ mostrarocultar] Siempre consideré que el "invierno nuclear" era un engaño y científicamente incorrecto, y lo dije en mi debate de Nightline con Carl Sagan. Los datos de los incendios de petróleo de Kuwait respaldan esta opinión. En realidad, las explosiones nucleares crearían un fuerte efecto invernadero y provocarían un calentamiento en lugar de un enfriamiento. Esperemos que nunca tengamos que averiguarlo.

Opciones teóricas para el invierno nuclear

  1. Un descenso de la temperatura de un grado en un año que no afecta significativamente a la población humana.
  2. Otoño nuclear: una disminución de la temperatura de 2 a 4 ° C durante varios años; hay malas cosechas, huracanes.
  3. Un año sin verano  - frío intenso pero relativamente corto durante el año, muerte de una parte importante de la cosecha, hambruna y epidemias en el próximo invierno, un ejemplo histórico es el siguiente, 1816, luego de la erupción del volcán Tambora [26 ] .
  4. Un invierno nuclear de diez años es un descenso de la temperatura en toda la Tierra de unos 15-20 °C durante 10 años. Este escenario está implícito en muchos modelos de invierno nuclear. Nevadas sobre la mayor parte de la Tierra, con la excepción de algunas áreas costeras ecuatoriales. Muertes masivas de personas por hambre, frío y también por el hecho de que la nieve se acumulará y formará muchos metros de espesor, destruyendo edificios y bloqueando carreteras. Es probable que muera la mayor parte de la población mundial, pero entre el 10 y el 50 % (según diversas estimaciones) sobrevivirá y conservará la mayor parte de la tecnología. En promedio, tal escenario hará retroceder a la civilización en desarrollo en unos 20, máximo 50 años. Riesgos: continuación de la guerra por lugares cálidos, intentos fallidos de calentar la Tierra con la ayuda de nuevas explosiones nucleares y erupciones volcánicas artificiales, transición al calentamiento incontrolado del verano nuclear. Sin embargo, incluso si se permite este escenario, resultará que solo el stock mundial de ganado (que se congelará en sus granjas y se almacenará en tales "refrigeradores" naturales) será suficiente para alimentar a toda la humanidad sobreviviente todo el tiempo, y Finlandia y Noruega, por ejemplo, cuentan con reservas estratégicas de cereales para la rápida recuperación de la agricultura.
  5. Nueva Edad de Hielo. Es un escenario sumamente improbable para la continuación del anterior, en una situación en la que la reflectividad de la Tierra aumenta debido a la nieve, y comienzan a crecer nuevos casquetes polares desde los polos hasta el ecuador. Sin embargo, parte de la tierra cerca del ecuador sigue siendo apta para la vida y la agricultura. Como resultado, la civilización tendrá que cambiar radicalmente. Es difícil imaginar grandes migraciones de pueblos sin guerras. Muchas especies de seres vivos se extinguirán, pero la mayor parte de la diversidad de la biosfera sobrevivirá. La gente ya ha experimentado varias glaciaciones, que podrían comenzar de manera bastante abrupta como resultado de las erupciones de supervolcanes y caídas de asteroides (la erupción de Toba ). Con tal desarrollo de eventos, el regreso al estado original puede tomar alrededor de cien años.
  6. Enfriamiento global irreversible. Podría ser la siguiente fase de la Edad de Hielo, en el peor de los casos pero casi improbable escenario. En toda la Tierra, durante un tiempo geológico largo, se establecerá un régimen de temperatura, como en la Antártida, los océanos se congelarán, la tierra se cubrirá con una gruesa capa de hielo. La vida solo puede sobrevivir en los océanos.

La última vez que la Tierra entró en este estado fue hace unos 600 millones de años, es decir, antes de que aterrizaran los animales, allá por la Criogenia , y pudo salir de él debido a la acumulación de CO 2 en la atmósfera [Hoffman, Schrag 2000 ] . Al mismo tiempo, durante los últimos 100.000 años, ha habido cuatro glaciaciones ordinarias que no han llevado a una formación de hielo irreversible ni a la extinción humana, lo que significa que el inicio de una formación de hielo irreversible es un evento poco probable.

Véase también

Notas

  1. ↑ PJ Crutzen, JW Birks La atmósfera después de una guerra nuclear: Crepúsculo al mediodía. Ambiente 11 , 114 (1982).
  2. ↑ 1 2 R. P. Turco et. Alabama. Invierno nuclear—Consecuencias globales de múltiples explosiones nucleares. Ciencia 222 , 1283 (1983). doi : 10.1126/ciencia.222.4630.1283
  3. ↑ JE Penner et al. Distribuciones de columnas de humo sobre incendios a gran escala: implicaciones para simulaciones de invierno nuclear. J ClimateApplMeteorol 25 , 1434 (1986).
  4. ↑ SJ Ghan et. Alabama. Respuesta climática a grandes inyecciones de humo atmosférico: estudios de sensibilidad con un modelo de circulación general troposférica. J Geophys Res Atmos 93 , 315 (1988).
  5. ↑ La contaminación del aire en China es como un invierno nuclear . // inosmi.ru. Consultado: 28 de marzo de 2014.
  6. ↑ Alexandrov V. V. Sobre un experimento computacional que simula las consecuencias de una guerra nuclear. Computational Mathematics and Mathematical Physics , 1984, vol. 24, pp. 140-144
  7. ↑ Stenchikov G. L. Consecuencias climáticas de una guerra nuclear: emisiones y distribución de impurezas ópticamente activas en la atmósfera. Comunicaciones sobre matemáticas aplicadas. M., Centro de Cómputo de la Academia de Ciencias de la URSS , 1985, 32 p.
  8. ↑ Moiseev, 1988 , pág. 73.
  9. ↑ V. P. Parkhomenko, G. L. Stenchikov. Modelización matemática del clima. - M .: Conocimiento , 1986. - (Novedades en la vida, ciencia, tecnología. Serie "Matemáticas. Cibernética"; N° 4, 1986).
  10. ↑ Moiseev, 1988 .
  11. ^ Laurence Badash Un cuento de invierno nuclear Instituto de Tecnología de Massachusetts, 2009 ISBN 0-262-01272-3 ISBN 978-0-262-01272-0 
  12. ↑ Alan Robock Hora de enterrar un legado peligroso - Parte II Una catástrofe climática seguiría a un conflicto  nuclear regional
  13. ↑ Owen B. Toon, Alan Robock y Richard P. Turco " Consecuencias ambientales de la guerra nuclear " // Physics Today. 2008. ( traducido al ruso )
  14. ↑ Modelado de la propagación de la contaminación sobre un gran incendio en la atmósfera, Soros Educational Journal, V.7, No. 4, p. 122-127 (2001) , S. V. Utyuzhnikov
  15. ↑ Simulaciones numéricas y experimentales de conflagraciones a gran escala en la atmósfera estratificada . flux.aps.org. Recuperado: 11 noviembre 2016.
  16. ↑ Cronología de pruebas nucleares . www.atomicarchive.com. Recuperado: 11 noviembre 2016.
  17. ↑ Copia archivada . Consultado el 2 de enero de 2016. Archivado desde el original el 5 de marzo de 2016. I. M. Abduragimov "Sobre el fracaso del concepto de "noche nuclear" e "invierno nuclear" debido a incendios después de una derrota nuclear"
  18. ↑ Mount Pinatubo as a Test of Climate Feedback Mechanisms , Alan Robock, Departamento de Ciencias Ambientales, Universidad de Rutgers 
  19. ↑ Forzamiento radiativo antropogénico y natural
  20. ↑ 3.4.4.2 Radiación superficial // Cambio climático 2007: Grupo de trabajo I: The Physical Science Basis  / Solomon, S; D.Qin; M. Manning; Z Chen; M. Marqués; KB Averyt; M.Tignor; HL Miller. - 2007. - ISBN 978-0-521-88009-1 .
  21. ↑ Hansen, J; Sato, M; Ruedy, R; Lacis, A; Oinas, V. Calentamiento global en el siglo XXI: un escenario alternativo   // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal. - 2000. - vol. 97 , núm. 18 _ - Pág. 9875-9880 . -doi : 10.1073/ pnas.170278997 . - . —PMID 10944197 .
  22. ↑ Ramanathan, V.; Carmichael, G. Cambios climáticos globales y regionales debido al carbono negro  // Nature Geoscience  : revista  . - 2008. - Vol. 1 , no. 4 . - pág. 221-227 . -doi : 10.1038/ ngeo156 . - .
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  24. ↑ Ramanathan, V., et al. Resumen del informe (PDF). Nubes marrones atmosféricas: Informe de evaluación regional con enfoque en Asia . Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (2008). Archivado desde el original el 18 de julio de 2011.
  25. ↑ Dominando el Problema de la Calidad Ambiental: una entrevista con el Dr. Revista S. Fred Singer Heartlander Archivada el 16 de abril de 2017.
  26. ↑ Alexander Vólkov. Cuando el sol se desvanece // El conocimiento es poder . - 2007. - Nº 6 . - S. 32-38 .

Literatura

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  • N. Moiseev . El estudio de la biosfera con la ayuda de experimentos mecánicos. Evaluación de las consecuencias de una guerra nuclear // Ecología de la humanidad a través de los ojos de un matemático: (El hombre, la naturaleza y el futuro de la civilización). - M .: Guardia Joven , 1988. - S. 48-110. — 254 págs. - ( Eureka ). - 155.000 ejemplares.  — 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., Pasekov V. P., Pisarenko N. F., Razzhevaikin V. N., Sarancha , S D.vir Av. M. , Semyonov M. A. ., Tarko A. M., Fesenko S. V., Shmidt D. A. Modelos matemáticos de ecosistemas. Consecuencias ecológicas y demográficas de la guerra nuclear / Ed. A. A. Dorodnitsyna . Moscú: Nauka, cap. edición Phys.-Math. lit., 1986. 176 págs.

Enlaces

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