Конец света на кончике пера: 30-летие ядерной зимы
Эффект ядерной зимы — катастрофических климатических изменений в результате широкомасштабного обмена ядерными ударами — впервые был детально описан 23 декабря 1983 года в журнале Science группой ученых под руководством Карла Сагана (Carl Sagan).
О том, как исследовали этот эффект, как его открытие повлияло на политику ядерных держав, и что думают о нем современные климатологи читайте в обзоре РИА Новости.
Смертоносная сажа
Выражение "ядерная зима" впервые использовал сам Саган 30 октября 1983 года в американском популярном журнале Parade. Он писал, что компьютерное моделирование показывает, что ядерные взрывы поднимут в атмосферу столько пыли, и столько сажи от многочисленных пожаров в городах, что в северном полушарии день может смениться ночью. Температура везде кроме побережий снизится до 25 градусов мороза и будет оставаться ниже нуля в течение многих месяцев.
В результате, как писал Саган, многие виды растений и животных исчезнут, человеческая цивилизация — ее социальное устройство, экономика и интеллектуальные достижения будут уничтожены.
До тех пор ученые в основном занимались оценкой непосредственных последствий ядерных взрывов, но при этом недооценивали опасность радиоактивных осадков, не предвидели воздействие электромагнитного импульса на электронную аппаратуру, а также не смогли предсказать деградацию озонового слоя. По всей видимости, они также не заметили климатические последствия от пыли и сажи.
"Что еще мы проглядели?", — спрашивал Саган.
В строгом научном виде феномен ядерной зимы был описан им и его коллегами двумя месяцами позже, 23 декабря 1983 года в журнале Science. Эта статья стала классической и даже получила свое обозначение — аббревиатуру TTAPS по именам авторов: Томаса Аккермана (Thomas Ackerman), Джеймса Поллака (James Pollack), Брайана Туна (Brian Toon), Ричарда Тарко (Richard Turco) и самого Сагана.
В статье они рассмотрели различные варианты ядерного конфликта, начиная с суммарной мощности 10 тысяч мегатонн (общая мощность ядерного арсенала в середине 1980-х годов оценивалась в 12 тысяч мегатонн). С помощью простой "одномерной" компьютерной модели состояния атмосферы, они выяснили, что обмен ударами общей мощностью 5 тысяч мегатонн приведет к "ядерной ночи" продолжительностью несколько недель и снижению температуры ниже точки замерзания на несколько месяцев.
При этом резко изменится характер циркуляции атмосферы, снизится количество осадков, что в сочетании с воздействием радиоактивных осадков, загрязнением воздуха токсичными и канцерогенными продуктами горения, ростом ультрафиолетовой радиации, приведет к катастрофическим последствиям для глобальной экосистемы.
Однако расчеты группы Сагана показали, что климатическая система должна вернуться в нормальное состояние примерно через год после начала ядерного конфликта.
Марсианские параллели
Параллельно и почти одновременно темой климатических последствий ядерной войны начали заниматься советские ученые. Один из авторов советской версии "ядерной зимы" академик Георгий Голицын рассказал РИА Новости, что происходило по эту сторону океана.
"Я до этого, с конца 1960-х годов, занимался достаточно плотно исследованием планет Солнечной системы. В 1983 году у нас в институте был известный шведский метеоролог Берт Болин, и он мне дал только что вышедший номер журнала Ambio, посвященный последствиям ядерной войны.
Там были и статьи советских авторов, в частности, была статья (Евгения) Чазова (экс-министра здравоохранения СССР) о психологическом воздействии. И была статья о том, что ядерная война может существенно уменьшить количество озона. Ее автор, Пауль Крутцен (он потом стал лауреатом Нобелевской премии по химии) закончил статью фразой, что в атмосфере может возникнуть очень много дыма и пыли, и это может существенно повлиять на климат.
Я мгновенно сообразил, что такая ситуация, когда в атмосфере много пыли, регулярно наблюдается на планете Марс. Там бывают глобальные пыльные бури, и было известно, что температура заметно понижается во время этих бурь, просто потому, что солнечное излучение не доходит. Аналогия возникла немедленно.
Потом мы с моим коллегой Александром Гинзбургом с помощью довольно простой модели все это посчитали, и опубликовали статью со сравнением пылевых бурь на Марсе и последствий ядерной войны".
По его словам, уже через месяц — в мае, то есть раньше Сагана — на всесоюзной конференции, где была создана организация "Советские ученые против ядерной угрозы", он выступил с докладом, где "все эти параллели провел".
В 1984 году Владимир Александров и Георгий Стенчиков "проиграли" сценарий ядерной зимы на компьютере БЭСМ-6 в Вычислительном центре РАН. В их распоряжении была уже не одномерная модель, как у Сагана, а программа, позволяющая оценить пространственное поведение атмосферы.
Выяснилось, что пыль и сажа "расходятся" по всему северному полушарию всего лишь за месяц, температура над континентами падает в среднем на 10 градусов, при этом тепловая картина атмосферы "переворачивается": из-за большого количества сажи в стратосфере возникает "горячий слой", в то время как приземный воздух остывает. Это еще дольше задерживает сажу в стратосфере. Из-за резких контрастов температуры на границе материков и океанов возникают мощные бури. Расчеты показали, что климатическая система сможет вернуться к нормальному режиму примерно через два года.
Голицын отмечает, что в своих исследованиях он чувствовал поддержку со стороны властей: он мог часто выезжать за границу, общаться с американскими коллегами, получать труднодоступные в Советском Союзе статьи и материалы.
"Это была как бы разрешенная сверху и направляемая сверху деятельность", — сказал он.
Ядерная зима — мистификация?
Появление мрачных пророчеств о "ядерной зиме" совпало с пиком холодной войны: в Европе начали размещать американские ракеты "Першинг-2", которые могли долететь до Москвы всего лишь за 8-10 минут. "С 1983 года страна жила в пятиминутной готовности к ядерной войне — до 1986 года, до соглашений в Рейкьявике. Ситуация была критическая с точки зрения опасности ядерного конфликта в Европе", — сказал РИА Новости Алексей Фененко из Института проблем международной безопасности РАН.
Он не исключает, что концепция ядерной зимы была намеренной мистификацией, целью которой было подтолкнуть советские и американские элиты к переговорам о ракетах средней и меньшей дальности.
"И там, и там были люди, напуганные возможностью такого конфликта, и в администрации США жесткая риторика Рейгана встречала сопротивления, и у нас заявления Андропова тоже вызывали шок. Даже министр обороны Устинов вел переговоры с Тэтчер и Бушем, они встречались после похорон Андропова", — сказал Фененко.
Другая, парадоксальная версия состоит в том, что концепция ядерной зимы с одной стороны обесценивает ядерные арсеналы, а с другой стороны увеличивает риск локального ядерного конфликта.
"Если это оружие такое страшное, то мы можем его не применять, а спокойно воевать обычным оружием. Такой пример есть в истории: во время Второй мировой войны и у Германии и у Советского Союза были запасы химического оружия, его хватило бы примерно 3-4 раза уничтожить все население Европы. Но никто ни разу его не применил, даже под угрозой полного разгрома", — сказал Фененко.
"Не исключено, что концепция ядерной зимы разрабатывалась для того, чтобы обесценить ядерный потенциал", — считает он.
Ученый отмечает, что в начале 2000-х годов начались обсуждения, а так ли опасен локальный ядерный конфликт, что совпадало с началом витка распространения: ядерным оружием обзавелись Индия, Пакистан, КНДР.
"Я не исключаю, что в какой-то момент сами великие державы захотят посмотреть на локальный ядерный конфликт, чтобы понять, что собственно произойдет. Не исключено, что конфликты Индия-Пакистан, КНДР-Япония, Иран и Израиль раздуваются именно под этот сценарий", — сказал он.
Ученый отмечает, что с 1993 года и Россия, и Америка все время снижают ядерный порог, и в российских, и в американских доктринах все время возникает угроза применения тактического ядерного оружия. В частности, Россия заявляет, что применит тактическое ядерное оружие не только в случае тотальной войны, но и в региональном конфликте. Американцы замену ядерному оружию, создают концепции противобункерных боезарядов, "чистого" термоядерного оружия.
Зимы не будет?
По мнению Фененко, сценарий ядерной зимы не выглядит реалистичным, в частности, потому, что она строится на предположении, что широкомасштабные ядерные удары будут наноситься по городам.
Только в городах с их концентрацией горючих веществ и эффектом "дымовой трубы" из-за присутствия высотных зданий возможно огненное торнадо: самоподдерживающийся огненный ураган, в котором горит даже сталь и бетон. Огненное торнадо впервые увидели жители Дрездена, где его "зажгли" обычные боеприпасы — бомбы британских ВВС.
Однако Фененко говорит, что нынешние варианты ядерной стратегии не предполагают уничтожения городов, как главных средоточий живой силы и производств.
"С 1960-х годов и у нас, и у американцев концепция ядерной войны ориентирована не на удары по городам, а на удары по ракетным базам и аэродромам", — сказал он.
Голицын однако отмечает, что для подъема миллионов тонн сажи и блокирования солнечного света не требуется "огненного торнадо", достаточно и обычных лесных пожаров.
"То, что такой эффект (ядерной зимы) реализуется, показали результаты войны в Кувейте, в 1991 году. Тогда Ирак, уходя из Кувейта поджег все нефтяные скважины, и на этом месте, локально, вместо обычных 45-50 градусов тепла было градусов всего 25-30", — сказал он.
Ученый добавил, что он исследовал последствия крупнейших в истории лесных пожаров, которые были в Сибири в 1915 году, и также обнаружил понижение температуры.
Новый ледниковый период
Тема ядерной зимы, потерявшая свою актуальность с окончанием холодной войны, вернулась в центр внимания ученых после того, как собственными ядерными арсеналами обзавелись Индия, Пакистан и Северная Корея.
Ученые снова вернулись к проблеме воздействия на климат ядерного конфликта, причем на этот раз в их распоряжении оказались значительно более точные модели, многократно проверенные в процессе моделирования эффектов глобального потепления.
В частности, в 2007 году Алан Робок и Георгий Стенчиков попытались оценить эффект ядерной зимы с использованием новых технологий, поскольку "в политических кругах эта теория <…> стала рассматриваться как что-то преувеличенное и подлежащее опровержению".
Их модель, разработанная в Институте имени Годдарда НАСА, позволяла моделировать атмосферу до высоты 80 километров, учитывала влияние океана и смену сезонов. Ученые исходили из сценария, при котором в атмосферу попадает 150 мегатонн дыма — это соответствует воздействию примерно трети мирового ядерного арсенала.
Полученный эффект оказался значительно более тяжелым, чем показывали модели 30-летней давности. Даже спустя 10 лет после начала ядерного конфликта средняя температура поверхности была ниже нормы на 4 градуса. "Учитывая, что глобальное среднее охлаждение во время в последний ледниковый период 18 тысяч лет назад было примерно на 5 градусов, следует рассматривать описываемое климатическое изменение как беспрецедентное по скорости и амплитуде во всей истории", — пишут ученые.
Они отмечают, что температуры в основных сельскохозяйственных районах Евразии после начала конфликта опустятся на 35 градусов, в Северной Америке — на 20 градусов, в северном полушарии перестанет работать цикл муссонов, количество осадков снизится на 45%.
Если прежние расчеты показывали, что после ядерной войны человечество лишится урожая за один год, то новые результаты указывают, что "этот период без пищи может растянуться на много лет".