tanken om atomkrig kan fremkalde billeder af truende svampeskyer, ænder og dækøvelser eller lokal strålingsfald. Disse umiddelbare virkninger er skræmmende, men forskere siger, at nedfaldet af en atomkrig sandsynligvis vil vare langt ud over de oprindelige eksplosioner.
i et nyt papir i Journal of Geophysical Research: Atmospheres beskriver forskere et årti med ødelæggelse efter en atomkrig mellem USA og Rusland. Røg fra ulmende byer forventes at komme til stratosfæren, hvor det vil udløse en atomvinter.
holdet brugte nye klimamodeller til at tilnærme sig, hvor længe—og hvor alvorlig—den nukleare vinter kan være, hvis Rusland og USA engagerer sig i atomkonflikt. De estimerer, at en årti lang vinter kunne blive hængende efter eksplosionerne, skaber kaos på temperaturer, sollys, og nedbør over hele verden.
et mørkt årti af vinteren
Hvis atomkrig brød ud mellem USA og Rusland, ville de globale konsekvenser strække sig ud over politik og udløse store klimatiske traumer—specifikt en nuklear vinter. En nuklear vinter ville forekomme i kølvandet på nukleare eksplosioner i byer; røg ville effektivt blokere sollys og forårsage temperaturer under frysepunktet at opsluge verden.
for at afveje intensiteten af en atomkrig mellem to velbevæbnede nationer betragtede holdet de nuværende arsenaler i de to lande. De bemærkede, at vigtige storbyområder—befolkningscentre eller byer med strategisk værdi, for eksempel—sandsynligvis ville blive målrettet. Og hvis disse Byer blev ramt, ville alt sandsynligvis brænde.”selv asfalt kan brænde ved de temperaturer, disse bomber kommer til,” sagde Joshua Coupe, en ph.d. – kandidat fra atmosfærisk videnskab ved Rutgers University. Han sagde, at disse bybrande ville brænde alt i syne, producerer “en meget beskidt, sodet, røg.”
denne sod eller sort kulstof er nøglefaktoren i produktionen af en nuklear vinter. “Hvad der er vigtigt ved sort kulstof er, at det absorberer stråling meget, meget effektivt,” sagde Coupe. Han forklarede, at det loftede sorte kulstof absorberer stråling og varmer op, og “luften omkring det bliver meget flydende, og det er i stand til at løfte ind i stratosfæren.”
Hvis det sorte kulstof forblev i troposfæren, kunne det i sidste ende fjernes ved Nedbør, men Coupe sagde, at når sort kulstof er i stratosfæren, kan det vare i årevis og udløse en langsigtet global klimarespons.
der er andre ikke-nukleare begivenheder, der kan udløse aerosoludgivelser i stratosfæren, herunder vulkanudbrud og skovbrande, men Coupe bemærkede, at ingen af dem producerer de samme effekter som sod frigivet som følge af atomkrig.”vulkaner producerer sulfat aerosoler, der ikke absorberer meget stråling,” sagde han, og “fordi de ikke absorberer så meget, er deres levetid et sted mellem 1 og 2 år.”Til sammenligning sagde han, at deres forskning viser, at nuklear produceret sod varer op til et årti.
løbeild sod kan også nå stratosfæren, men Coupe bemærkede, at skovbrande producerer sort kulstof i meget mindre skala end hvad der ville være resultatet af dedikerede nukleare angreb på byer. For eksempel siger forskerne, at en skovbrand i 2017 i British Columbia injicerede et par tiendedele af et teragram af sort kulstof i stratosfæren (1 teragram er 1 milliard kg). I modsætning hertil anslog de, at en atomkrig ville sprænge 180 teragrammer sod i atmosfæren.
Klimamodellering sort kulstof
holdet brugte klimamodellering til at forudsige, hvad der kunne ske med jorden efter tilstrømningen af en enorm mængde sort kulstof i stratosfæren.Coupe sagde, at hele deres Atmosfærefællesskabs Klimamodel version 4 (VACCM4) har en meget højere opløsning end den, der blev fundet i tidligere undersøgelser, hvilket giver forskerne mulighed for at tilføje flere detaljer til forudsigelser. Specifikt tillod VACCM4 holdet at nå højere højder ind i stratosfæren—et vigtigt skridt i at fange lofting soteffekter, sagde Coupe.
holdet brugte også et aerosolmodul kaldet Community Aerosol and Radiation Model for Atmospheres (CARMA) for bedre at repræsentere, hvordan luftbårne partikler kan vokse og klæbe sammen. Coupe sagde at bruge CARMA tillod holdet at behandle aerosolpartiklerne mere realistisk.
de fandt ud af, at efter simulerede nukleare eksplosioner blev næsten hele den nordlige halvkugle opslugt i stratosfærisk sod inden for den første uge. I løbet af 2 uger havde sod invaderet den sydlige halvkugle.
“det er kraften i sort kulstof,” sagde Coupe. “Det lofts meget højt meget hurtigt, og det spreder sig meget, meget hurtigt.”
forskerne kiggede på ændringer i globale gennemsnitstemperaturer, stråling og nedbør over en 15-årig periode efter en atomkrig. Coupe sagde, at deres resultater kan opsummeres i et ord: grim.
“vores forskning viser, at i dette atomkrigsscenarie mellem USA og Rusland ville atomvinter ske,” sagde han og tilføjede, at modellerne viser en reduktion på næsten 10 liter C i den globale gennemsnitlige overfladetemperatur, ekstreme ændringer i nedbør og en reduktion på 90% i vækstsæsonen på tværs af mange dele af mellemhøjderne.
for at sætte tingene i perspektiv sagde Coupe, at temperaturændringen fra præindustrielle tider til i dag kun var 1 liter C. “Men i nuklear vinter nærmer den sig 10 liter C under det klimatologiske gennemsnit efter 2 eller 3 år.”
solstråling, vigtig ikke kun for overfladetemperaturer, men også for fotosyntese, falder kraftigt. Inden for de første par år af en nuklear vinter, “er der omkring et 75% fald i overfladestråling—hvilket er betydeligt,” sagde Coupe.
Nedbørshastigheder går ikke bedre, og de globale gennemsnit falder omkring 58% efter sodinjektion i stratosfæren. Mønstre af nedbør skiftede også, herunder svækkelse eller forsvinden af monsuner og ny Nedbør over ørkenregioner.
værste tilfælde
hvad der præcist sker under en nuklear vinter er et komplekst scenario, sagde Jon Reisner, en numerisk model ved Los Alamos National Laboratory. Reisner var ikke involveret i undersøgelsen, men undersøger, hvordan atomvåben kan påvirke det globale klima.”indvirkningen på klimaet fra en nuklear udveksling er stadig et uløst problem,” sagde Reisner. Han tilføjede, at forskernes forudsigelser syntes at være på den øvre ende af spektret for global afkøling. “De antager det værste, værste tilfælde,” sagde Reisner.
Reisner sagde, at han mener, at forskerne “overdriver, hvor meget sod der produceres fra brande” og bemærkede, at sod produceret fra bybrande ikke forstås godt. “Det store spørgsmål er: hvad er den faktiske brændstofbelastning?”Han bemærkede, at intensiteten og varigheden af en brand også kan påvirke sodproduktionen.
selvom han mener, at der skal gøres mere arbejde for bedre at definere globale klimaeffekter, bemærkede Reisner “i slutningen af dagen vil de direkte virkninger være betydelige—du kan ikke bagatellisere dem.”
en atomkonflikt mellem USA og Rusland rækker langt ud over de to krigende nationer, sagde Coupe. “Der er alvorlige konsekvenser, hvis atomvåben blev brugt, ikke kun for de involverede lande, men for resten af verden.”
Coupe håber, at deres undersøgelse vil hjælpe med at informere regeringer og militæret i deres risikovurdering af brugen af atomvåben. “Beslutningerne mellem generaler kunne påvirke hele verden i årevis,” sagde han.
—Sarah Derouin (@Sarah_Derouin), Freelance Journalist