Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Ядерна зима



План:


Введення

Ядерна зима - гіпотетичне глобальний стан клімату Землі в результаті широкомасштабної ядерної війни. Передбачається, що в результаті винесення в стратосферу великої кількості диму і сажі, викликаного великими пожежами при вибуху 30-40% накопичених у світі ядерних боєзарядів, температура на планеті повсюдно знизиться до арктичної в результаті істотного підвищення кількості відбитих сонячних променів [1] [2] [3] [4].


1. Народження теорії

Можливість виникнення ядерної зими передбачена Г. С. Голіциним в СРСР і Карлом Саганом [2] в США, потім ця гіпотеза була підтверджена модельними розрахунками на ЕОМ В. В. Александрова. Ці роботи отримали широкий суспільний резонанс в масовій пресі різних країн [5]. Згодом багато фізиків оскаржували достовірність і стійкість отриманих результатів, однак переконливого спростування гіпотеза не отримала. Цікаво висловлювання Силард : "Якби ядерна зима була неможлива, її слід було б вигадати".


2. Сучасні розрахунки

У сучасних роботах 2007, 2008 рр.. зроблений крок вперед у порівнянні з піонерами цих вишукувань. Комп'ютерне моделювання показує, що невелика ядерна війна, коли кожна воююча сторона використовує близько 50 зарядів, кожен з яких за потужністю дорівнює бомбі, підірваної над Хіросімою, підриваючи їх в атмосфері над містами, дасть безпрецедентний кліматичний ефект, порівнянний з малим льодовиковим періодом. До речі, 50 зарядів - це приблизно 0,3% від поточного світового арсеналу (2009) [6].

Згідно з підрахунками американських вчених Оуена Туна і Річарда Турко, Індо - Пакистанська війна з використанням боєзарядів сумарною потужністю 750 кт привела б до викиду в стратосферу 6,6 Мт (6,6 млн тонн) сажі. Такий ступеня забруднення достатньо, щоб температура на Землі опустилася нижче, ніж в 1816 (" Рік без літа "). Обмін ядерними ударами між Росією і США з використанням 4400 зарядів потужністю не більше 100 кт кожен привів би до викиду 150 Мт сажі, тоді як використовувана модель розрахунку показує, що вже 75 Мт сажі в стратосфері приведуть до моментального падіння значення потоку енергії на м земної поверхні, 25-процентному скорочення опадів і падіння температури нижче значень плейстоценового льодовикового періоду. Подібна картина зберігалася б не менше 10 років, що призвело б до катастрофічних наслідків для сільського господарства [7].


3. Критика

Концепція "ядерної зими" заснована на довгострокових моделях зміни клімату. У той же час, детальне чисельну та лабораторне моделювання початковій стадії розвитку великомасштабних пожеж показало, що ефект забруднення атмосфери має як локальні, так і глобальні наслідки. На підставі отриманих результатів зроблено висновок про можливість ядерної зими (Музафаров, Утюжніков, 1995 [8], роботи під керівництвом А. Т. Онуфрієва в МФТІ [9]). Противники концепції "ядерної зими" посилалися на ту обставину, що в ході " ядерної гонки1945 - 1998 рр.. в світі було вироблено близько 2000 ядерних вибухів різної потужності в атмосфері і під землею. [10] В сукупності, на їхню думку, це дорівнює ефекту затяжного повномасштабного ядерного конфлікту. У цьому сенсі "ядерна війна" вже відбулася, не привівши до глобальної екологічної катастрофи. Однак фундаментальні відмінності ядерних випробувань від обміну ударами полягають у тому, що:

  • Випробування проводилися над пустелею або водою і не викликали масових пожеж і вогненних штормів, пил піднімалася в атмосферу тільки за рахунок енергії ядерного вибуху, а не енергії, накопиченої в спалимих матеріалах, для виділення якої ядерний вибух є лише "сірником".
  • При випробуваннях піднімалася в основному важка пил з роздроблених і оплавлених гірських порід, що має велику щільність і високе відношення маси до площі, тобто схильна до швидкого осідання. Сажа від пожеж має меншу щільність і більш розвинену поверхню, що дозволяє їй довше утримуватися в повітрі і підніматися вище з висхідними потоками.
  • Випробування проводилися протягом довгого часу, а в разі війни пил і сажа будуть викинуті в повітря одномоментно.

Разом з тим, на думку противників концепції "ядерної зими", такі розрахунки не враховують розроблені ще в 1960-і роки контрсилові сценарії ядерного конфлікту. Йдеться про варіанти ведення військових дій, коли цілями для ядерних ударів виступають тільки пускові установки противника, а проти його міст ядерна зброя не застосовується. Викид сажі в стратосферу як причина "ядерної зими" так само критикується як малоймовірне подія. при ураженні сучасного міста викид сажі розраховується за принципом використання схеми лісової пожежі з урахуванням набагато більшої кількості палива існуючого на тій же території. Прикладом є бомбування німецьких та японських міст під час Другої Світової Війни (" Вогненний смерч "). Така модель звичайно припускає множинні джерела загоряння в незруйнованих конструкціях. Оскільки полум'я під час пожежі набагато швидше поширюється по вертикалі, ніж по горизонталі то розташовані будинки утворюють сприятливі умови для виникнення масових пожеж. Потужність термоядерної зброї настільки велика, що при ураженні сучасного міста поверхня оплавляється і "порівнюється із землею" тим самим ховаючи пожежонебезпечний матеріал під вогнетривкими залишками будов. Проте, звичайно, деякі індустріальні об'єкти бомбардування як, наприклад, нафтосховища можуть бути джерелами значної кількості сажі в атмосфері, що може привести до небажаних наслідки місцевого характеру , як і сталося під час війни в Перській затоці в 1991 році. Температура в Перській затоці впала на 4-6 градусів, але всупереч існуючим у той час моделям, дими не піднялися вище 6 км і не проникли в стратосферу. Пізніше прихильники теорії Сагана пояснили це тим, що його модель була заснована на більш швидкому освіті сажі, що створило б умови для проникнення її в стратосферу. Oднако у всіх відомих випадках виникнення значних зольних викидів в атмосферу, як у випадку "вогненних смерчів" в Європейському ТВД Другої Світової війни або аналогічного явища в Хіросімі, коли місто загорівся через численних кухонних пожеж в пошкоджених будинках (так як більшість населення в той час використовувало вугільні печі) дими не піднімалися вище за рівень тропосфери (5-6 км) і сажа вимивалася дощами протягом декількох днів після цього (у Хіросімі цей феномен отримав назву " чорний дощ "). Дані отримані під час спостереження за лісовими пожежами так же не підтверджують можливості проникнення значної кількості сажі в стратосферу. Також феномен потрапляння сажі у високу тропосферу частіше спостерігається в жарких субтропічних регіонах і при цьому в незначних кількостях нездатних серйозно вплинути на температуру поверхні . До того ж навіть якщо припустити, що ЯО буде застосовуватися в тропіках, ймовірність пожеж там значно менше, ніж в середніх широтах із за високої вологості. Під час випробувань ЯО на атоллаx Бікіні і Еніветок пожежі не виникли саме з цієї причини.

Навіть якщо припустити, що викид 150 МТ сажі в стратосферу дійсно будеть мати місце, то наслідки цього можуть і не бути настільки катастрофічними, як передбачається моделями Карла Сагана. Викиди значно більшої кількості сажі під час вивержень вулканів мають значно менший ефект на клімат. Наприклад наслідки виверження Пінатубо в червні 1991 року коли за кілька днів виверження було викинуто близько 10 км (близько 40000 МТ) гірських порід і висота еруптивної колони складала 34 км (за цим показником воно поступається в XX столітті тільки виверженню Катмай - Новарупта в національному парку Катмай на Алясці), були відчутні по всьому світу. Воно привело до найпотужнішого (по шкалою вулканічних вивержень) викиду аерозолів в стратосферу з часів виверження вулкана Кракатау в 1883. Протягом наступних місяців в атмосфері спостерігався глобальний шар сірчанокислотного туману. Однак при цьому було зареєстровано падіння температури лише на 0,5 C і мало місце деяке скорочення озонового шару, зокрема, утворення особливо великої озонової діри над Антарктидою. Виверження вулкана Тамбора на індонезійському острові Сумбава в 1815 було набагато потужнішим - було викинуто близько 150 км (близько 600000 МТ). Значна кількість вулканічного попелу залишалося в атмосфері на висотах до 80 км протягом декількох років і викликало інтенсивне забарвлення зорь, але глобальна температура впала лише на 2.5 C. Наслідки цього явища, звичайно, були дуже важкі для сільського господарства, рівень якого в той час був досить примітивним за сучасними поняттями, але все ж не були "біблійної" катастрофою і не привели до депопуляції регіонів, де населення голодувало в результаті неврожаїв.

Також теорія ядерної зими не враховує парниковий ефект від гігантських викидів вуглекислого та інших парникових газів внаслідок масового застосування ЯО, а також те, що в перший час після війни падіння температури від припинення доступу до сонячного світла буде компенсуватися величезними тепловими викидами від самих вибухів.

Вчений Фред Сінгер так висловився на цю тему [11] :

Я завжди вважав "ядерну зиму" науково непідтвердженими обманом, про що я і говорив в моїй дискусії з Карлом Саганом під час обговорення в Nightline. Дані, отримані під час нафтових пожеж в Кувейті, підтримують цю точку зору. Насправді, ядерні вибухи могли б створити сильний парниковий ефект і викликати потепління, а не похолодання. Будемо сподіватися, що ми ніколи не дізнаємося, як це станеться насправді.


Примітки

  1. PJ Crutzen, JW Birks The atmosphere after a nuclear war: Twilight at noon. Ambio 11, 114 (1982).
  2. 1 2 RP Turco et. al. Nuclear winter-Global consequences of multiple nuclear-explosions. Science 222, 1283 (1983). DOI : 10.1126/science.222.4630.1283 - dx.doi.org/10.1126/science.222.4630.1283
  3. JE Penner et al. Smoke-plume distributions above large-scale fires-Implications for simulations of nuclearwinter. J ClimateApplMeteorol 25, 1434 (1986).
  4. SJ Ghan et. al. Climatic response to large atmospheric smoke injections - sensitivity studies with a tropospheric general-circulation model. J Geophys Res Atmos 93, 315 (1988).
  5. Laurence Badash A Nuclear Winter 's Tale - books.google.com / books? id = y8M5vx-Lrk0C & dq = badash a nuclear winter's Massachusetts Institute of Technology, 2009 ISBN 0-262-01272-3 ISBN 978-0-262-01272-0 (Англ.)
  6. Alan Robock Time To Bury A Dangerous Legacy - Part II Climatic catastrophe would follow regional nuclear conflict - yaleglobal.yale.edu / content / time-bury-dangerous-legacy --- part-ii A Publication of Yale Center for the Study of Globalization : "YaleGlobal", 17 March 2008 (Англ.)
  7. Екологічні наслідки ядерної війни - www.armscontrol.ru / pubs / env-cons-nuc-war.pdf
  8. Моделювання поширення забруднень над великою пожежею в атмосфері, Соросівський освітній журнал, T.7, N4, c. 122-127 (2001) - window.edu.ru/window_catalog/files/r20851/0104_122.pdf, С. В. Утюжніков
  9. Numerical and experimental simulation of large-scale conflagrations in the stratified atmosphere, American Physical Society, 1996 - flux.aps.org/meetings/YR9596/BAPSDFD96/abs/S230008.html
  10. Nuclear Testing Chronology - www.atomicarchive.com / Almanac / TestingChronology.shtml (Англ.)
  11. Mastering the Problem of Environmental Quality: an interview with Dr. S. Fred Singer | Heartlander Magazine - www.heartland.org/Article.cfm?artId=9551

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Зима
Зима
Зима в Едемі
Вулканічна зима
Ядерна безпека
Ядерна медицина
Ядерна гонка
Ядерна артилерія
Ядерна стратегія
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru