Ядерная зима: климатические последствия ядерной войны.

Введение

Гипотетическое климатическое воздействие ядерной войны

Ядерная зима — это серьезное и продолжительное глобальное похолодание климата, которое, согласно гипотезе, может произойти после масштабных пожарных бурь, последовавших за крупномасштабной ядерной войной. Эта гипотеза основана на том, что такие пожары способны выбрасывать сажу в стратосферу, где она может блокировать часть прямого солнечного света, достигающего поверхности Земли. Предполагается, что вызванное этим похолодание приведет к массовому неурожаю и голоду. При разработке компьютерных моделей сценариев ядерной зимы исследователи используют примеры бомбардировок Гамбурга и пожарного шторма в Хиросиме во Второй мировой войне, как случаи, когда сажа могла быть выброшена в стратосферу, а также современные наблюдения за природными масштабными лесными пожарами.

Общий

"Ядерная зима", или, как её первоначально называли, "ядерные сумерки", начала рассматриваться как научная концепция в 1980-х годах, после того как стало ясно, что более ранняя гипотеза о том, что выбросы NOx, генерируемые огненными шарами, приведут к разрушению озонового слоя, теряет достоверность. В этих модельных сценариях предполагалось образование различных облаков сажи, содержащих неопределённое количество сажи, над городами, нефтеперерабатывающими заводами и сельскими ракетными шахтами. После определения количества сажи исследователями моделируются климатические эффекты этих облаков. Термин "ядерная зима" был придуман в 1983 году Ричардом П. Турко по отношению к одномерной компьютерной модели, созданной для изучения идеи "ядерных сумерек". Эта модель спрогнозировала, что огромные количества сажи и дыма будут оставаться в воздухе на протяжении нескольких лет, вызывая резкое падение температуры по всей планете. После того как прогнозы относительно последствий кувейтских нефтяных пожаров 1991 года, сделанные основной группой климатологов, поддерживающих эту гипотезу, не оправдались, более десяти лет не было опубликовано новых работ на эту тему. В последнее время та же команда известных моделировщиков 1980-х годов вновь начала публиковать результаты компьютерного моделирования. Эти новые модели дают те же общие результаты, что и старые: возгорание 100 огневых бурь, каждая из которых по интенсивности сопоставима с той, что наблюдалась в Хиросиме в 1945 году, может привести к "небольшой" ядерной зиме. Эти огневые бури приведут к выбросу сажи (в частности, чёрного углерода) в стратосферу Земли, создавая антипарниковый эффект, который снизит температуру поверхности Земли. Степень этого охлаждения в модели Алана Робока предполагает, что суммарный эффект 100 таких огневых бурь может охладить глобальный климат примерно на 1 °C (1,8 °F), существенно уменьшив масштабы антропогенного глобального потепления на следующие два-три года. Робок и его коллеги смоделировали влияние на мировое производство продуктов питания и прогнозируют, что выброс более 5 Тг сажи в стратосферу приведет к массовому дефициту продовольствия, который сохранится в течение нескольких лет. Согласно их модели, животноводство и производство продуктов из водных ресурсов не смогут компенсировать снижение урожайности в большинстве стран, а меры по адаптации, такие как сокращение пищевых отходов, окажут ограниченное влияние на увеличение доступных калорий. В 1952 году, за несколько недель до испытания бомбы Ivy Mike (10,4 мегатонны) на острове Элюгелаб, возникли опасения, что аэрозоли, поднятые взрывом, могут охладить Землю. Майор ВВС США Норайр Луледжан и астроном Натараджан Висванатан изучили эту возможность и представили свои выводы в отчёте "Влияние супероружия на климат мира", распространение которого было строго контролируемым. В отчёте 2013 года Агентства по сокращению угроз обороны этот отчёт описан как первоначальное исследование концепции "ядерной зимы". В нём не указывается на значительную вероятность климатических изменений, вызванных взрывом. Последствия многочисленных наземных взрывов водородных бомб высокой мощности на островах Тихоокеанского испытательного полигона, таких как Ivy Mike в 1952 году и Castle Bravo (15 Мт) в 1954 году, были описаны в отчёте 1957 года о последствиях ядерного оружия под редакцией Сэмюэля Глазстоуна. В разделе этой книги под названием "Ядерные бомбы и погода" говорится: "Известно, что пыль, поднимаемая при сильных извержениях вулканов, таких как извержение Кракатау в 1883 году, заметно уменьшает количество солнечного света, достигающего Земли. Количество [почвенного или другого поверхностного] мусора, остающегося в атмосфере после взрыва даже самого мощного ядерного оружия, вероятно, составляет не более одного процента от того, что было поднято при извержении Кракатау. Кроме того, записи о солнечном излучении показывают, что ни один из ядерных взрывов на сегодняшний день не привел к каким-либо обнаруживаемым изменениям в прямом солнечном свете, зафиксированном на земле". В 1956 году Бюро погоды США считало возможным, что достаточно крупная ядерная война с наземными взрывами мегатонного класса может поднять достаточно почвы, чтобы вызвать новый ледниковый период. В меморандуме корпорации RAND 1966 года "Влияние ядерной войны на погоду и климат" Э. С. Баттен, в основном анализируя потенциальное воздействие пыли от наземных взрывов, отмечает, что "в дополнение к воздействию мусора, обширные пожары, вызванные ядерными взрывами, могут изменить характеристики поверхности местности и изменить местные погодные условия. Однако для определения их точной природы, масштаба и величины необходимы более глубокие знания об атмосфере". В книге Национального исследовательского совета США (NRC) "Долгосрочные глобальные последствия множественных ядерных взрывов", опубликованной в 1975 году, утверждается, что ядерная война с использованием 4000 Мт из существующих арсеналов, вероятно, выбросит в стратосферу гораздо меньше пыли, чем извержение Кракатау, и что воздействие пыли и оксидов азота, вероятно, приведет к незначительному охлаждению климата, которое "вероятно, будет находиться в пределах нормальной глобальной климатической изменчивости, но возможность более драматичных климатических изменений не может быть исключена". В отчёте 1985 года "Влияние на атмосферу крупного ядерного обмена" Комитет по атмосферным эффектам ядерных взрывов утверждает, что "правдоподобная" оценка количества пыли, выброшенной в стратосферу после наземного взрыва 1 Мт, составляет 0,3 тераграмма, из которых 8 процентов будут находиться в диапазоне микрометров. Потенциальное охлаждение от почвенной пыли было вновь рассмотрено в 1992 году в отчёте Национальной академии наук США (NAS) о геоинженерии, в котором было подсчитано, что для смягчения потепления, вызванного удвоением концентрации углекислого газа в атмосфере (то есть для достижения охлаждения примерно на 2 °C), потребуется около 10^10 кг (10 тераграммов) почвенной пыли, выброшенной в стратосферу, с размерами частиц от 0,1 до 1 микрометра. В 1969 году Поль Крутцен обнаружил, что оксиды азота (NOx) могут быть эффективным катализатором разрушения озонового слоя/стратосферного озона. После исследований потенциального воздействия NOx, генерируемых теплом двигателей в стратосферных сверхзвуковых самолётах (SST) в 1970-х годах, в 1974 году Джон Хэмпсон предположил в журнале Nature, что из-за образования атмосферного NOx в результате ядерных взрывов полномасштабный ядерный обмен может привести к истощению озонового слоя, возможно, подвергнув Землю ультрафиолетовому излучению в течение года или более. В 1975 году гипотеза Хэмпсона "непосредственно привела" В 1976 году исследование экспериментальных измерений более раннего ядерного взрыва в атмосфере, касающееся озонового слоя, также показало, что ядерные взрывы не виновны в истощении озона, вопреки первоначально тревожным модельным расчётам того времени. Аналогично, в статье 1981 года было обнаружено, что модели разрушения озона от одного испытания и физические измерения не согласуются, поскольку разрушения не наблюдалось. В общей сложности, между 1945 и 1971 годами в атмосфере было произведено около 500 Мт взрывчатых веществ, пик которого пришёлся на 1961–1962 годы, когда США и Советский Союз произвели в атмосфере 340 Мт взрывчатых веществ. В этот период пиковой активности, при многомегатонных взрывах ядерных серий обеих стран, в эксклюзивном исследовании было высвобождено общее количество энергии, оцениваемое в 300 Мт. В результате этого, в стратосферу, как полагают, поступило 3 × 10^34 дополнительных молекул оксида азота (около 5000 тонн на Мт, 5 × 10^9 граммов на мегатонну), и, хотя в 1963 году было отмечено истощение озона на 2,2 процента, снижение началось до 1961 года и, как полагают, было вызвано другими метеорологическими факторами. Однако Мартин в конечном итоге приходит к выводу, что "маловероятно, что в контексте крупной ядерной войны" деградация озона будет вызывать серьёзную озабоченность. Мартин описывает взгляды на потенциальную потерю озона и, следовательно, увеличение ультрафиолетового света, приводящее к широкомасштабному уничтожению посевов, как это утверждал Джонатан Ше...

"Nuclear winter", or as it was initially termed, "nuclear twilight", began to be considered as a scientific concept in the 1980s after it became clear that an earlier hypothesis predicting that fireball generated NOx emissions would devastate the ozone layer was losing credibility. In these model scenarios, various soot clouds containing uncertain quantities of soot were assumed to form over cities, oil refineries, and more rural missile silos. Once the quantity of soot is decided upon by the researchers, the climate effects of these soot clouds are then modeled. The term "nuclear winter" was a neologism coined in 1983 by Richard P. Turco in reference to a one dimensional computer model created to examine the "nuclear twilight" idea. This model projected that massive quantities of soot and smoke would remain aloft in the air for on the order of years, causing a severe planet wide drop in temperature. After the failure of the predictions on the effects of the 1991 Kuwait oil fires that were made by the primary team of climatologists that advocate the hypothesis, over a decade passed without new published papers on the topic. More recently, the same team of prominent modellers from the 1980s have begun again to publish the outputs of computer models. These newer models produce the same general findings as their old ones, namely that the ignition of 100 firestorms, each comparable in intensity to that observed in Hiroshima in 1945, could produce a "small" nuclear winter. These firestorms would result in the injection of soot (specifically black carbon) into the Earth's stratosphere, producing an anti greenhouse effect that would lower the Earth's surface temperature. The severity of this cooling in Alan Robock's model suggests that the cumulative products of 100 of these firestorms could cool the global climate by approximately 1 °C (1.8 °F), largely eliminating the magnitude of anthropogenic global warming for the next roughly two or three years. Robock and his collaborators have modeled the effect on global food production, and project that the injection of more than 5 Tg of soot into the stratosphere would lead to mass food shortages persisting for several years. According to their model, livestock and aquatic food production would be unable to compensate for reduced crop output in almost all countries, and adaptation measures such as food waste reduction would have limited impact on increasing available calories. In 1952, a few weeks prior to the Ivy Mike (10.4 megaton) bomb test on Elugelab Island, there were concerns that the aerosols lifted by the explosion might cool the Earth. Major Norair Lulejian, USAF, and astronomer Natarajan Visvanathan studied this possibility, reporting their findings in Effects of Superweapons Upon the Climate of the World, the distribution of which was tightly controlled. This report is described in a 2013 report by the Defense Threat Reduction Agency as the initial study of the "nuclear winter" concept. It indicated no appreciable chance of explosion induced climate change. The implications for civil defense of numerous surface bursts of high yield hydrogen bomb explosions on Pacific Proving Ground islands such as those of Ivy Mike in 1952 and Castle Bravo (15 Mt) in 1954 were described in a 1957 report on The Effects of Nuclear Weapons, edited by Samuel Glasstone. A section in that book entitled "Nuclear Bombs and the Weather" states: "The dust raised in severe volcanic eruptions, such as that at Krakatoa in 1883, is known to cause a noticeable reduction in the sunlight reaching the earth The amount of [soil or other surface] debris remaining in the atmosphere after the explosion of even the largest nuclear weapons is probably not more than about one percent or so of that raised by the Krakatoa eruption. Further, solar radiation records reveal that none of the nuclear explosions to date has resulted in any detectable change in the direct sunlight recorded on the ground." The US Weather Bureau in 1956 regarded it as conceivable that a large enough nuclear war with megaton range surface detonations could lift enough soil to cause a new ice age. The 1966 RAND corporation memorandum The Effects of Nuclear War on the Weather and Climate by E. S. Batten, while primarily analysing potential dust effects from surface bursts, notes that "in addition to the effects of the debris, extensive fires ignited by nuclear detonations might change the surface characteristics of the area and modify local weather patterns however, a more thorough knowledge of the atmosphere is necessary to determine their exact nature, extent, and magnitude." In the United States National Research Council (NRC) book Long Term Worldwide Effects of Multiple Nuclear Weapons Detonations published in 1975, it states that a nuclear war involving 4,000 Mt from present arsenals would probably deposit much less dust in the stratosphere than the Krakatoa eruption, judging that the effect of dust and oxides of nitrogen would probably be slight climatic cooling which "would probably lie within normal global climatic variability, but the possibility of climatic changes of a more dramatic nature cannot be ruled out". In the 1985 report, The Effects on the Atmosphere of a Major Nuclear Exchange, the Committee on the Atmospheric Effects of Nuclear Explosions argues that a "plausible" estimate on the amount of stratospheric dust injected following a surface burst of 1 Mt is 0.3 teragrams, of which 8 percent would be in the micrometer range. The potential cooling from soil dust was again looked at in 1992, in a US National Academy of Sciences (NAS) report on geoengineering, which estimated that about 1010 kg (10 teragrams) of stratospheric injected soil dust with particulate grain dimensions of 0.1 to 1 micrometer would be required to mitigate the warming from a doubling of atmospheric carbon dioxide, that is, to produce ~2 °C of cooling. In 1969, Paul Crutzen discovered that oxides of nitrogen (NOx) could be an efficient catalyst for the destruction of the ozone layer/stratospheric ozone. Following studies on the potential effects of NOx generated by engine heat in stratosphere flying Supersonic Transport (SST) airplanes in the 1970s, in 1974, John Hampson suggested in the journal Nature that due to the creation of atmospheric NOx by nuclear fireballs, a full scale nuclear exchange could result in depletion of the ozone shield, possibly subjecting the earth to ultraviolet radiation for a year or more. In 1975, Hampson's hypothesis "led directly" In 1976, a study on the experimental measurements of an earlier atmospheric nuclear test as it affected the ozone layer also found that nuclear detonations are exonerated of depleting ozone, after the at first alarming model calculations of the time. Similarly, a 1981 paper found that the models on ozone destruction from one test and the physical measurements taken were in disagreement, as no destruction was observed. In total, about 500 Mt were atmospherically detonated between 1945 and 1971, peaking in 1961–1962, when 340 Mt were detonated in the atmosphere by the United States and Soviet Union. During this peak, with the multi megaton range detonations of the two nations nuclear test series, in exclusive examination, a total yield estimated at 300 Mt of energy was released. Due to this, 3 × 1034 additional molecules of nitric oxide (about 5,000 tons per Mt, 5 × 109 grams per megaton) are believed to have entered the stratosphere, and while ozone depletion of 2.2 percent was noted in 1963, the decline had started prior to 1961 and is believed to have been caused by other meteorological effects. However, Martin ultimately concludes that it is "unlikely that in the context of a major nuclear war" ozone degradation would be of serious concern. Martin describes views about potential ozone loss and therefore increases in ultraviolet light leading to the widespread destruction of crops, as advocated by Jonathan Schell in The Fate of the Earth, as highly unlikely.

Научная фантастика

Первое опубликованное предположение о том, что охлаждение климата может быть следствием ядерной войны, по-видимому, первоначально было высказано Полом Андерсоном и Ф. Н. Уолдропом в их рассказе «Дети завтрашнего дня» в мартовском выпуске 1947 года журнала Astounding Science Fiction. Рассказ, в основном о команде ученых, выслеживающих мутантов, предупреждает о «Фимбулвинтере», вызванном пылью, заблокировавшей солнечный свет после недавней ядерной войны, и предполагает, что это даже может спровоцировать новый ледниковый период. Андерсон опубликовал роман, частично основанный на этом рассказе, в 1961 году под названием «Сумеречный мир». Однако «компьютерные модели были настолько упрощены, а данные о дыме и других аэрозолях оставались настолько скудными, что ученые не могли ничего утверждать с уверенностью». В 1980 году, благодаря журналу Ambio, издаваемому Шведской королевской академией наук, Пол Крутцен и Джон Бёркс начали подготовку к публикации в 1982 году расчёта о влиянии ядерной войны на стратосферный озон, используя самые современные на тот момент модели. Однако они обнаружили, что из-за тенденции к увеличению количества, но снижению мощности ядерных боеголовок в субмегатонном диапазоне (ставшей возможной благодаря повышению точности межконтинентальных баллистических ракет), опасность для озонового слоя была «не очень существенной». В том же выпуске Ambio, где была опубликована статья Крутцена и Биркса «Сумерки в полдень», советский ученый-атмосферолог Георгий Голицын применил свои исследования марсианских пыльных бурь к саже в атмосфере Земли. Использование этих влиятельных моделей марсианских пыльных бурь в исследованиях «ядерной зимы» началось в 1971 году, когда советский космический аппарат «Марс-2» прибыл на красную планету и зафиксировал глобальное облако пыли. Бортовые приборы вместе с посадочным аппаратом «Марс-3» в 1971 году определили, что температура на поверхности красной планеты значительно ниже, чем в верхней части облака пыли. После этих наблюдений Голицын получил две телеграммы от астронома Карла Сагана, в которых тот просил Голицына «исследовать понимание и оценку этого явления». Голицын вспоминает, что примерно в это время он «предложил теорию, объясняющую, как может образовываться марсианская пыль и как она может достигать глобальных масштабов». Сотрудник института Голицына разработал модель пыльных бурь для описания явления охлаждения на Марсе. Голицын полагал, что его модель применима к саже после прочтения шведского журнала 1982 года, посвященного последствиям гипотетической ядерной войны между СССР и США. Получив одобрение комитета, в сентябре 1983 года Голицын опубликовал первую компьютерную модель зарождающегося эффекта «ядерной зимы» в широко читаемом «Вестнике Российской академии наук». 31 октября 1982 года модель и результаты Голицына и Гинзбурга были представлены на конференции «Мир после ядерной войны», проходившей в Вашингтоне, округ Колумбия. Саган также работал над проектом A119 в 1950-х – 1960-х годах, в рамках которого он пытался смоделировать движение и продолжительность существования шлейфа лунного грунта. После публикации «Сумерек в полдень» в 1982 году команда TTAPS заявила, что начала процесс проведения одномерного вычислительного моделирования атмосферных последствий ядерной войны/сажи в стратосфере, хотя опубликовать статью в журнале Science они смогли лишь в конце декабря 1983 года. Термин «ядерная зима» был придуман Турко непосредственно перед публикацией. В этой ранней статье TTAPS использовал оценки, основанные на предположениях, относительно общего количества выбросов дыма и пыли, которые могли бы возникнуть в результате крупного ядерного обмена, и на их основе начал анализировать последующие последствия для радиационного баланса атмосферы и структуры температуры в результате этого предполагаемого количества дыма. Для расчета эффектов пыли и дыма они использовали одномерную модель микрофизики/радиационного переноса нижней атмосферы Земли (до мезопаузы), которая определяла только вертикальные характеристики глобальных климатических возмущений. Интерес к экологическим последствиям ядерной войны, однако, сохранялся в Советском Союзе и после сентябрьской статьи Голицына, причем Владимир Александров и Г. И. Стенчиков также опубликовали в декабре 1983 года статью о климатических последствиях, хотя, в отличие от современной статьи TTAPS, эта статья была основана на моделировании с использованием трехмерной глобальной модели циркуляции. 1D-радиационные конвективные модели, использованные в этих исследованиях, давали широкий диапазон результатов: охлаждение до 15–42 °C в период с 14 по 35 дней после войны, при «базовом» уровне около 20 °C. Более сложные расчеты с использованием 3D GCMs давали схожие результаты: падение температуры примерно на 20 °C, хотя и с региональными различиями. Все расчеты показывают сильный нагрев (до 80 °C) в верхней части слоя дыма на высоте примерно ; это подразумевает существенное изменение циркуляции там и возможность переноса облака в низкие широты и южное полушарие.

The first published suggestion that cooling of the climate could be an effect of a nuclear war, appears to have been originally put forth by Poul Anderson and F. N. Waldrop in their story "Tomorrow's Children", in the March 1947 issue of the Astounding Science Fiction magazine. The story, primarily about a team of scientists hunting down mutants, warns of a "Fimbulwinter" caused by dust that blocked sunlight after a recent nuclear war and speculated that it may even trigger a new Ice Age. Anderson went on to publish a novel based partly on this story in 1961, titling it Twilight World. However, "the computer models were so simplified, and the data on smoke and other aerosols were still so poor, that the scientists could say nothing for certain". launched in 1980 by Ambio, a journal of the Royal Swedish Academy of Sciences, Paul J. Crutzen and John W. Birks began preparing for the 1982 publication of a calculation on the effects of nuclear war on stratospheric ozone, using the latest models of the time. However, they found that as a result of the trend towards more numerous but less energetic, sub megaton range nuclear warheads (made possible by the march to increase ICBM warhead accuracy), the ozone layer danger was "not very significant". published in the same edition of Ambio that carried Crutzen and Birks's paper "Twilight at Noon", Soviet atmospheric scientist Georgy Golitsyn applied his research on Mars dust storms to soot in the Earth's atmosphere. The use of these influential Martian dust storm models in nuclear winter research began in 1971, when the Soviet spacecraft Mars 2 arrived at the red planet and observed a global dust cloud. The orbiting instruments together with the 1971 Mars 3 lander determined that temperatures on the surface of the red planet were considerably colder than temperatures at the top of the dust cloud. Following these observations, Golitsyn received two telegrams from astronomer Carl Sagan, in which Sagan asked Golitsyn to "explore the understanding and assessment of this phenomenon". Golitsyn recounts that it was around this time that he had "proposed a theory to explain how Martian dust may be formed and how it may reach global proportions." an employee in Golitsyn's institute, developed a model of dust storms to describe the cooling phenomenon on Mars. Golitsyn felt that his model would be applicable to soot after he read a 1982 Swedish magazine dedicated to the effects of a hypothetical nuclear war between the USSR and the US. Having gained this committees approval, in September 1983, Golitsyn published the first computer model on the nascent "nuclear winter" effect in the widely read Herald of the Russian Academy of Sciences. On 31 October 1982, Golitsyn and Ginsburg's model and results were presented at the conference on "The World after Nuclear War", hosted in Washington, D. C. had been interested in the cooling on the dust storms on the planet Mars in the years preceding their focus on "nuclear winter". Sagan had also worked on Project A119 in the 1950s–1960s, in which he attempted to model the movement and longevity of a plume of lunar soil. After the publication of "Twilight at Noon" in 1982, the TTAPS team have said that they began the process of doing a 1 dimensional computational modeling study of the atmospheric consequences of nuclear war/soot in the stratosphere, though they would not publish a paper in Science magazine until late December 1983. The phrase "nuclear winter" had been coined by Turco just prior to publication. In this early paper, TTAPS used assumption based estimates on the total smoke and dust emissions that would result from a major nuclear exchange, and with that, began analyzing the subsequent effects on the atmospheric radiation balance and temperature structure as a result of this quantity of assumed smoke. To compute dust and smoke effects, they employed a one dimensional microphysics/radiative transfer model of the Earth's lower atmosphere (up to the mesopause), which defined only the vertical characteristics of the global climate perturbation. Interest in the environmental effects of nuclear war, however, had continued in the Soviet Union after Golitsyn's September paper, with Vladimir Alexandrov and G. I. Stenchikov also publishing a paper in December 1983 on the climatic consequences, although in contrast to the contemporary TTAPS paper, this paper was based on simulations with a three dimensional global circulation model. The 1 D radiative convective models used in these studies produced a range of results, with cooling up to 15–42 °C between 14 and 35 days after the war, with a "baseline" of about 20 °C. Somewhat more sophisticated calculations using 3 D GCMs produced similar results: temperature drops of about 20 °C, though with regional variations. All calculations show large heating (up to 80 °C) at the top of the smoke layer at about ; this implies a substantial modification of the circulation there and the possibility of advection of the cloud into low latitudes and the southern hemisphere.

Предполагаемая советская эксплуатация

В интервью в 2000 году Михаилу Горбачеву (лидеру Советского Союза с 1985 по 1991 год) был задан следующий вопрос: "В 1980-х годах вы предупреждали о беспрецедентной опасности ядерного оружия и предприняли очень смелые шаги для остановки гонки вооружений", на что Горбачев ответил: "Модели, разработанные российскими и американскими учеными, показали, что ядерная война приведет к ядерной зиме, которая будет крайне разрушительной для всей жизни на Земле; это знание стало для нас, для людей чести и морали, мощным стимулом к действию в сложившейся ситуации". Однако в Межведомственной оценке разведывательного сообщества США 1984 года выражен гораздо более скептический и осторожный подход, в которой утверждается, что данная гипотеза не является научно убедительной. В отчете прогнозировалось, что советская ядерная политика будет направлена на поддержание существующего стратегического ядерного потенциала, включая развертывание ракеты SS-18 с большой массой полезного груза, и что СССР будет стремиться использовать эту гипотезу в пропагандистских целях, перенаправляя внимание на американскую составляющую гонки вооружений. Более того, в отчете выражена уверенность, что если советские официальные лица начнут серьезно относиться к гипотезе о ядерной зиме, они, вероятно, потребуют исключительно высоких стандартов научного доказательства, поскольку ее последствия подорвут их военную доктрину – уровень доказательств, который, возможно, не удастся достичь без проведения полевых экспериментов. Неизмененная часть документа завершается предположением, что существенное увеличение запасов продовольствия для советской гражданской обороны может быть ранним признаком того, что гипотеза о ядерной зиме начинает оказывать влияние на мышление советской элиты. В 1985 году журнал "Тайм" отметил "подозрения некоторых западных ученых в том, что гипотеза о ядерной зиме была продвинута Москвой, чтобы предоставить антиядерным группам в США и Европе новые аргументы против наращивания вооружений Америкой". В 1985 году Сенат США собрался для обсуждения науки и политики, связанных с ядерной зимой. В ходе слушаний в Конгрессе влиятельный аналитик Леон Гурэ представил доказательства того, что Советы, возможно, лишь повторяли западные отчеты, а не делали уникальные выводы. Гурэ предположил, что советские исследования и дискуссии о ядерной войне могут служить исключительно советским политическим целям, а не отражать реальные взгляды советского руководства. В 1986 году в документе Агентства по ядерной обороне "Обновление советских исследований и использования гипотезы о ядерной зиме (1984–1986 гг.)" был представлен минимальный [находящийся в общественном достоянии] вклад в исследования и советское пропагандистское использование феномена ядерной зимы. Существуют сомнения относительно того, когда Советский Союз начал моделировать пожары и атмосферные последствия ядерной войны. Бывший сотрудник советской разведки Сергей Третьяков утверждал, что по указанию Юрия Андропова КГБ разработал концепцию "ядерной зимы" с целью остановить развертывание ракет Pershing II в НАТО. Утверждается, что они распространяли дезинформацию среди пацифистских групп, экологического движения и журнала Ambio, основанную на сфабрикованном "докладе о конце света" Советской академии наук, подготовленном Георгием Голицыным, Никитой Моисеевым и Владимиром Александровым относительно климатических последствий ядерной войны. Хотя общепризнано, что Советский Союз использовал гипотезу о ядерной зиме в пропагандистских целях, утверждение Третьякова о том, что КГБ передавал дезинформацию в журнал Ambio, в котором Пол Крутцен и Джон Биркс опубликовали статью 1982 года "Сумерки в полдень", не было подтверждено по состоянию на 2009 год. В интервью в 2009 году, проведенном Архивом национальной безопасности, Виталий Николаевич Цыгичко (старший аналитик в Советской академии наук и военный математик-моделировщик) заявил, что советские военные аналитики обсуждали идею "ядерной зимы" за годы до американских ученых, хотя и не использовали этот конкретный термин.

In an interview in 2000 with Mikhail Gorbachev (the leader of the Soviet Union from 1985 to 1991), the following statement was posed to him: "In the 1980s, you warned about the unprecedented dangers of nuclear weapons and took very daring steps to reverse the arms race", with Gorbachev replying "Models made by Russian and American scientists showed that a nuclear war would result in a nuclear winter that would be extremely destructive to all life on Earth; the knowledge of that was a great stimulus to us, to people of honor and morality, to act in that situation." However, a 1984 US Interagency Intelligence Assessment expresses a far more skeptical and cautious approach, stating that the hypothesis is not scientifically convincing. The report predicted that Soviet nuclear policy would be to maintain their strategic nuclear posture, such as their fielding of the high throw weight SS 18 missile and they would merely attempt to exploit the hypothesis for propaganda purposes, such as directing scrutiny on the US portion of the nuclear arms race. Moreover, it goes on to express the belief that if Soviet officials did begin to take nuclear winter seriously, it would probably make them demand exceptionally high standards of scientific proof for the hypothesis, as the implications of it would undermine their military doctrine – a level of scientific proof which perhaps could not be met without field experimentation. The un redacted portion of the document ends with the suggestion that substantial increases in Soviet Civil defense food stockpiles might be an early indicator that Nuclear Winter was beginning to influence Soviet upper echelon thinking. In 1985, Time magazine noted "the suspicions of some Western scientists that the nuclear winter hypothesis was promoted by Moscow to give anti nuclear groups in the U. S. and Europe some fresh ammunition against America's arms buildup." In 1985, the United States Senate met to discuss the science and politics of nuclear winter. During the congressional hearing, the influential analyst Leon Gouré presented evidence that perhaps the Soviets have simply echoed Western reports rather than producing unique findings. Gouré hypothesized that Soviet research and discussions of nuclear war may serve only Soviet political agendas, rather than to reflect actual opinions of Soviet leadership. In 1986, the Defense Nuclear Agency document An update of Soviet research on and exploitation of Nuclear winter 1984–1986 charted the minimal [public domain] research contribution on, and Soviet propaganda usage of, the nuclear winter phenomenon. There is some doubt as to when the Soviet Union began modelling fires and the atmospheric effects of nuclear war. Former Soviet intelligence officer Sergei Tretyakov claimed that, under the directions of Yuri Andropov, the KGB invented the concept of "nuclear winter" in order to stop the deployment of NATO Pershing II missiles. They are said to have distributed to peace groups, the environmental movement and the journal Ambio disinformation based on a faked "doomsday report" by the Soviet Academy of Sciences by Georgii Golitsyn, Nikita Moiseyev and Vladimir Alexandrov concerning the climatic effects of nuclear war. Although it is accepted that the Soviet Union exploited the nuclear winter hypothesis for propaganda purposes, Tretyakov's inherent claim that the KGB funnelled disinformation to Ambio, the journal in which Paul Crutzen and John Birks published the 1982 paper "Twilight at Noon", has not been corroborated as of 2009. In an interview in 2009 conducted by the National Security Archive, Vitalii Nikolaevich Tsygichko (a Senior Analyst at the Soviet Academy of Sciences and military mathematical modeler) stated that Soviet military analysts were discussing the idea of "nuclear winter" years before U. S. scientists, although they did not use that exact term.

Методы смягчения последствий

Было предложено несколько решений для смягчения потенциального ущерба от ядерной зимы, если её наступление представляется неизбежным. Проблема решается комплексно: одни решения направлены на предотвращение распространения пожаров и, как следствие, на ограничение количества дыма, попадающего в стратосферу, а другие – на обеспечение производства продуктов питания в условиях сниженной солнечной освещенности, исходя из предположения, что наиболее пессимистичные прогнозы моделей ядерной зимы окажутся верными и другие меры по смягчению последствий не будут реализованы.

Управление огнем

В отчете за 1967 год описывались различные методы тушения пожаров, вызванных ядерным оружием, с использованием жидкого азота, сухого льда и воды. В отчете рассматривалась возможность остановить распространение пожаров путем создания противопожарных полос, взрывая горючие материалы из зоны возгорания, в том числе, возможно, с применением ядерного оружия, а также проведение превентивных контролируемых выжиганий для снижения пожарной опасности. Согласно отчету, одним из наиболее перспективных исследованных методов было инициирование осадков путем рассеивания мощных кучево-дождевых облаков и других облаков, проходящих над формирующейся и затем стабилизировавшейся огненной бурей.

Производство пищи без солнечного света

В книге "Накормить всех, несмотря ни на что" (Feeding Everyone No Matter What) авторы рассматривают различные нетрадиционные источники пищи, основываясь на самых пессимистичных прогнозах ядерной зимы. Среди них – бактерии, перерабатывающие природный газ, такие как Methylococcus capsulatus, который уже сейчас используется в качестве корма для рыб; хлеб из коры, традиционная еда во времена голода, изготавливаемая из съедобной внутренней коры деревьев и известная по истории Скандинавии во время Малого ледникового периода; расширенное выращивание грибов, например, трутовиков, которые растут непосредственно на влажной древесине без солнечного света; а также различные способы производства биотоплива из древесины или целлюлозы, которые обычно уже позволяют получать съедобные сахара и ксилитол из несъедобной целлюлозы как промежуточный продукт перед получением спирта. Один из авторов книги, инженер-механик Дэвид Денкенбергер, утверждает, что теоретически грибов хватило бы, чтобы накормить всех в течение трех лет. Морские водоросли, подобно грибам, также могут расти при слабом освещении. Одуванчики и хвоя деревьев могут служить источником витамина С, а бактерии – витамина Е. Более привычные культуры для холодного климата, такие как картофель, могут получать достаточно солнечного света на экваторе, чтобы оставаться жизнеспособными.

Масштабное накопление продовольствия

Чтобы прокормить часть цивилизации в условиях ядерной зимы, потребуется создание крупных запасов продовольствия до её наступления. Эти запасы следует размещать под землей, на возвышенностях и вблизи экватора для снижения воздействия высоковысотного ультрафиолетового излучения и радиоактивных изотопов. Также необходимо размещать запасы рядом с населением, наиболее вероятно переживущим первоначальную катастрофу. Важным вопросом является то, кто будет финансировать создание этих запасов. "Может возникнуть несоответствие между теми, кто наиболее способен финансировать запасы (то есть, обеспеченные люди до катастрофы), и теми, кто наиболее нуждается в их использовании (бедные сельские жители до катастрофы)". Минимальный годовой мировой запас пшеницы должен составлять около 2 месяцев.

Климатическая инженерия

Несмотря на название «ядерная зима», ядерные события не являются необходимыми для возникновения моделируемого климатического эффекта. Согласно пороговым компьютерным моделям «ядерной зимы», соответствующим 100 000 000 Мт энергии – примерно в 10 000 раз больше, чем суммарные максимальные арсеналы США и Советского Союза в период холодной войны – предполагается, что это привело к достаточно сильному сопряжению энергии с земной корой, чтобы вызвать мощный мантийный плюм (вулканизм) в антиподальной точке (на противоположной стороне мира). Схожие климатические эффекты с «ядерной зимой» наблюдались после исторических извержений супервулканов, выбрасывавших сульфатные аэрозоли высоко в стратосферу, что получило название вулканической зимы. Эффекты дыма в атмосфере (поглощение коротких волн) иногда называют «антипарниковым» эффектом, а сильным аналогом является туманная атмосфера Титана. Поллок, Тун и другие участвовали в разработке моделей климата Титана в конце 1980-х годов, одновременно со своими ранними исследованиями ядерной зимы. Аналогично, считается, что столкновения с кометами и астероидами, способными вызвать массовое вымирание, также приводили к «ударной зиме» за счет распыления огромного количества мелкой каменной пыли. Эта измельченная порода также может вызывать эффекты «вулканической зимы», если при ударе затронуты сульфатосодержащие породы, которые поднимаются высоко в воздух, и эффекты «ядерной зимы», когда тепло от более тяжелых выброшенных обломков воспламеняет региональные и, возможно, даже глобальные лесные пожары. Эта глобальная гипотеза о «ударных пожарах», первоначально поддержанная Венди Вольбах, Х. Джеем Мелошем и Оуэном Туном, предполагает, что в результате мощных ударов небольшие фрагменты выброса размером с песчинки могут метеоритным образом повторно войти в атмосферу, образуя горячий слой глобального мусора высоко в воздухе, потенциально окрашивая все небо в ярко-красный цвет на минуты или часы и, как следствие, сжигая всю наземную углеродистую биомассу, включая тропические леса. Эта гипотеза предложена как объяснение масштаба вымирания в конце мелового периода, поскольку считается, что падение астероида диаметром около 10 км, вызвавшее это вымирание, не обладало достаточной энергией для достижения такого уровня вымирания только за счет энергии самого удара. Однако глобальная гипотеза о пожарных штормах была поставлена под сомнение в более поздние годы (2003–2013) Клэр Белчер, Тамарой Голдин и Мелошем, которые первоначально поддерживали эту гипотезу, а эта переоценка получила название «дискуссии о палеогеновых пожарах» по версии Белчер, подобно тому, как трудно определить долю материала, воспламененного непосредственно при ударе метеорита.

Despite the name "nuclear winter", nuclear events are not necessary to produce the modeled climatic effect. According to the threshold "nuclear winter" computer models, corresponding to 100,000,000 Mt of energy, roughly 10,000 times the maximum combined arsenals of the US and Soviet Union in the Cold War. This is hypothesized to have produced sufficient ground energy coupling to have caused severe mantle plume (volcanism) at the antipodal point (the opposite side of the world).]] Similar climatic effects to "nuclear winter" followed historical supervolcano eruptions, which plumed sulfate aerosols high into the stratosphere, with this being known as a volcanic winter. The effects of smoke in the atmosphere (short wave absorption) are sometimes termed an "antigreenhouse" effect, and a strong analog is the hazy atmosphere of Titan. Pollack, Toon and others were involved in developing models of Titan's climate in the late 1980s, at the same time as their early nuclear winter studies. Similarly, extinction level comet and asteroid impacts are also believed to have generated impact winters by the pulverization of massive amounts of fine rock dust. This pulverized rock can also produce "volcanic winter" effects, if sulfate bearing rock is hit in the impact and lofted high into the air, and "nuclear winter" effects, with the heat of the heavier rock ejecta igniting regional and possibly even global forest firestorms. This global "impact firestorms" hypothesis, initially supported by Wendy Wolbach, H. Jay Melosh and Owen Toon, suggests that as a result of massive impact events, the small sand grain sized ejecta fragments created can meteorically re enter the atmosphere forming a hot blanket of global debris high in the air, potentially turning the entire sky red hot for minutes to hours, and with that, burning the complete global inventory of above ground carbonaceous material, including rain forests. This hypothesis is suggested as a means to explain the severity of the Cretaceous–Paleogene extinction event, as the earth impact of an asteroid about 10 km wide which precipitated the extinction is not regarded as sufficiently energetic to have caused the level of extinction from the initial impact's energy release alone. The global firestorm winter, however, has been questioned in more recent years (2003–2013) by Claire Belcher, Tamara Goldin and Melosh, who had initially supported the hypothesis, with this re evaluation being dubbed the "Cretaceous Palaeogene firestorm debate" by Belcher. in much the same manner that the fraction of the material ignited directly by the meteor impact is difficult to determine.

Документальные фильмы

На 8-й день – документальный фильм о ядерной зиме (1984), снятый BBC и доступный на видеохостингах в интернете; рассказывает об истории формирования гипотезы, с подробными интервью ведущих ученых, опубликовавших первые работы по этой теме.

Медиа

Холод и тьма: мир после ядерной войны: книга, написанная Карлом Саганом в соавторстве в 1984 году, последовавшая за его участием в качестве соавтора исследования TTAPS в 1983 году. Threads: документальная драма 1984 года, в создании которой Карл Саган выступал в качестве консультанта. Этот фильм стал первым в своем роде, изобразившим ядерную зиму. Путь, о котором никто не помышлял: ядерная зима и конец гонки вооружений: книга Ричарда П. Турко и Карла Сагана, опубликованная в 1990 году; в ней объясняется гипотеза ядерной зимы и, основываясь на ней, выдвигается призыв к ядерному разоружению. "Ядерная зима" – мини-документальный фильм Retro Report, рассматривающий опасения, связанные с ядерной зимой, в современном мире.