Der Gedanke an einen Atomkrieg kann Bilder von drohenden Pilzwolken, Enten- und Deckungsbohrern oder lokalem radioaktivem Fallout heraufbeschwören. Diese unmittelbaren Auswirkungen sind erschreckend, aber Wissenschaftler sagen, dass die Folgen eines Atomkrieges wahrscheinlich weit über die anfänglichen Explosionen hinaus anhalten würden.In einem neuen Artikel im Journal of Geophysical Research: Atmospherics beschreiben Forscher ein Jahrzehnt der Zerstörung nach einem Atomkrieg zwischen den Vereinigten Staaten und Russland. Rauch aus schwelenden Städten wird voraussichtlich in die Stratosphäre gelangen, wo er einen nuklearen Winter auslösen wird.Das Team verwendete neue Klimamodelle, um ungefähr zu bestimmen, wie lange — und wie schwer — der nukleare Winter sein könnte, wenn Russland und die Vereinigten Staaten in einen nuklearen Konflikt geraten. Sie schätzen, dass ein jahrzehntelanger Winter nach den Explosionen anhalten und die Temperaturen, das Sonnenlicht und die Niederschläge weltweit verwüsten könnte.
Ein dunkles Jahrzehnt des Winters
Wenn ein Atomkrieg zwischen den Vereinigten Staaten und Russland ausbrechen würde, würden die globalen Auswirkungen über die Politik hinausgehen und ein großes Klimatrauma auslösen — insbesondere einen nuklearen Winter. Ein nuklearer Winter würde nach nuklearen Explosionen in Städten auftreten; Rauch würde das Sonnenlicht effektiv blockieren, wodurch Temperaturen unter dem Gefrierpunkt die Welt verschlingen.Um die Intensität eines Atomkriegs zwischen zwei gut bewaffneten Nationen abzuwägen, berücksichtigte das Team die aktuellen Arsenale der beiden Länder. Sie stellten fest, dass wichtige Ballungsräume — beispielsweise Bevölkerungszentren oder Städte mit strategischem Wert — wahrscheinlich ins Visier genommen würden. Und wenn diese Städte getroffen würden, würde wahrscheinlich alles brennen.“Sogar Asphalt kann bei den Temperaturen, die diese Bomben erreichen, brennen“, sagte Joshua Coupe, ein Doktorand der Atmosphärenwissenschaften an der Rutgers University. Er sagte, diese städtischen Brände würden alles in Sichtweite verbrennen und „einen sehr schmutzigen, rußigen Rauch“ erzeugen.“Dieser Ruß oder Ruß ist der Schlüsselfaktor für die Entstehung eines nuklearen Winters. „Was an schwarzem Kohlenstoff wichtig ist, ist, dass er Strahlung sehr, sehr effizient absorbiert“, sagte Coupe. Er erklärte, dass der hohe schwarze Kohlenstoff Strahlung absorbiert und sich erwärmt und „die Luft, die ihn umgibt, sehr lebhaft wird und sich in die Stratosphäre heben kann.“Wenn der schwarze Kohlenstoff in der Troposphäre verbleibt, könnte er schließlich durch Niederschlag entfernt werden, aber Coupe sagte, dass schwarzer Kohlenstoff, sobald er sich in der Stratosphäre befindet, jahrelang anhalten und eine langfristige globale Klimareaktion auslösen kann.
Es gibt andere nichtnukleare Ereignisse, die Aerosolfreisetzungen in die Stratosphäre auslösen können, einschließlich Vulkanausbrüche und Waldbrände, aber es wurde festgestellt, dass beide nicht die gleichen Auswirkungen haben wie Ruß, der infolge eines Atomkriegs freigesetzt wird.“Vulkane produzieren Sulfat-Aerosole, die nicht viel Strahlung absorbieren“, sagte er, und „weil sie nicht so viel absorbieren, liegt ihre Lebensdauer irgendwo zwischen 1 und 2 Jahren.“ Im Vergleich dazu sagte er, dass ihre Forschung zeigt, dass nuklear produzierter Ruß bis zu einem Jahrzehnt anhält.Waldbrandruß kann auch die Stratosphäre erreichen, aber Coupe stellte fest, dass Waldbrände Ruß in einem viel kleineren Maßstab produzieren als das, was bei gezielten Atomangriffen auf Städte entstehen würde. Zum Beispiel geben die Forscher an, dass ein Waldbrand in British Columbia im Jahr 2017 einige Zehntel eines Teragramms Ruß in die Stratosphäre injiziert hat (1 Teragramm entspricht 1 Milliarde Kilogramm). Im Gegensatz dazu schätzten sie, dass ein Atomkrieg 180 Teragramm Ruß in die Atmosphäre sprengen würde.
Klimamodellierung Schwarzer Kohlenstoff
Das Team verwendete Klimamodellierung, um vorherzusagen, was mit der Erde nach dem Zustrom einer enormen Menge schwarzen Kohlenstoffs in die Stratosphäre passieren könnte.Coupe sagte, dass ihr gesamtes Atmosphere Community Climate Model Version 4 (WACCM4) eine viel höhere Auflösung hat als in früheren Studien, so dass die Forscher mehr Details zu Vorhersagen hinzufügen können. Insbesondere erlaubte WACCM4 dem Team, höhere Lagen in die Stratosphäre zu erreichen — ein wichtiger Schritt bei der Erfassung von Lofting-Rußeffekten, sagte Coupe.Das Team verwendete auch ein Aerosolmodul namens Community Aerosol and Radiation Model for Atmospheries (CARMA), um besser darzustellen, wie luftgetragene Partikel wachsen und zusammenkleben könnten. Coupe sagte, dass die Verwendung von CARMA es dem Team ermöglichte, die Aerosolpartikel realistischer zu behandeln.
Sie fanden heraus, dass nach simulierten Nuklearexplosionen innerhalb der ersten Woche fast die gesamte nördliche Hemisphäre in stratosphärischen Ruß versunken war. In 2 Wochen war Ruß in die südliche Hemisphäre eingedrungen.
„Das ist die Kraft von schwarzem Kohlenstoff“, sagte Coupe. „Es steigt sehr schnell sehr hoch und breitet sich sehr, sehr schnell aus.“Die Forscher untersuchten Veränderungen der globalen Durchschnittstemperaturen, Strahlung und Niederschläge über einen Zeitraum von 15 Jahren nach einem Atomkrieg. Coupe sagte, dass ihre Ergebnisse in einem Wort zusammengefasst werden können: grimmig.“Unsere Forschung zeigt, dass in diesem Nuklearkriegsszenario zwischen den USA und Russland ein nuklearer Winter eintreten würde“, sagte er und fügte hinzu, dass die Modelle eine Verringerung der globalen mittleren Oberflächentemperatur um fast 10 ° C, extreme Niederschlagsänderungen und eine Verringerung der Vegetationsperiode um 90% in vielen Teilen der mittleren Breiten zeigen.Um die Dinge ins rechte Licht zu rücken, sagte Coupe, dass die Temperaturänderung von der vorindustriellen Zeit bis heute nur 1 ° C betrug. „Aber im nuklearen Winter nähert sie sich nach 2 oder 3 Jahren 10 ° C unter dem klimatologischen Mittel.“
Die Sonnenstrahlung, die nicht nur für die Oberflächentemperaturen, sondern auch für die Photosynthese wichtig ist, fällt steil ab. Innerhalb der ersten paar Jahre eines nuklearen Winters „gibt es eine Abnahme der Oberflächenstrahlung um etwa 75% — was erheblich ist“, sagte Coupe.
Die Niederschlagsraten schneiden nicht besser ab, und die globalen Durchschnittswerte fallen nach der Rußinjektion in die Stratosphäre um etwa 58%. Die Niederschlagsmuster änderten sich ebenfalls, einschließlich der Abschwächung oder des Verschwindens von Monsunen und neuen Niederschlägen über Wüstenregionen.
Worst-Case-Szenario
Was genau während eines nuklearen Winters passiert, ist ein komplexes Szenario, sagte Jon Reisner, ein numerischer Modellierer am Los Alamos National Laboratory. Reisner war nicht an der Studie beteiligt, sondern erforscht, wie Atomwaffen das globale Klima beeinflussen können.
„Die Auswirkungen eines nuklearen Austausches auf das Klima sind immer noch ein ungelöstes Problem“, sagte Reisner. Er fügte hinzu, dass die Vorhersagen der Forscher am oberen Ende des Spektrums für die globale Abkühlung zu liegen schienen. „Sie gehen vom schlimmsten aus, Worst-Case-Szenario“, sagte Reisner.Reisner sagte, er denke, dass die Forscher „übertreiben, wie viel Ruß von Bränden produziert wird“ und stellte fest, dass Ruß, der von städtischen Bränden produziert wird, nicht gut verstanden wird. „Die große Frage ist: Wie hoch ist die tatsächliche Kraftstoffbelastung?“ Er stellte fest, dass die Intensität und Dauer eines Feuers auch die Rußproduktion beeinflussen kann.Obwohl er der Meinung ist, dass noch mehr getan werden muss, um die globalen Klimaeffekte besser zu definieren, stellte Reisner fest: „Am Ende des Tages werden die direkten Auswirkungen erheblich sein — man kann sie nicht herunterspielen.“Ein Nuklearkonflikt zwischen den USA und Russland reicht weit über die beiden kriegführenden Nationen hinaus“, sagte Putin. „Es gibt schlimme Konsequenzen, wenn Atomwaffen eingesetzt werden, nicht nur für die beteiligten Länder, sondern für den Rest der Welt.“
Coupe hofft, dass ihre Studie dazu beitragen wird, Regierungen und das Militär bei ihrer Risikobewertung des Einsatzes von Atomwaffen zu informieren. „Die Entscheidungen zwischen Generälen könnten die ganze Welt für Jahre beeinflussen“, sagte er.
—Sarah Derouin (@Sarah_Derouin), Freie Journalistin