«Ядерная зима» Сценарии ядерной войны

Исследователями было рассмотрено несколько десятков различных сценариев ядерных конфликтов, происходящих в северном полушарии. Суммарная мощность взорванных боезарядов варьировалась от 100 до 10000 мегатонн в тротиловом эквиваленте. Нашей цивилизацией накоплено огромное количество горючих материалов. В промышленных зонах мира концентрация горючих веществ достигает 40 г на см ²! В результате ядерных ударов по городам неизбежно возникнут массовые пожары с выделением в атмосферу высокотемпературных продуктов сгорания – сажи, пепла и ядовитых газов. Масса этих субмикронных частиц оценивается сотнями мегатонн.

Огненные смерчи – суперподъемники

При достаточной интенсивности пожаров и соответствующих метеорологических условиях могут возникать колоссальных размеров огненные смерчи (торнадо). Они способны поднять облака, состоящие из мельчайших частиц сажи и дыма в верхние слои атмосферы: в верхнюю тропосферу (выше 5 км) и в стратосферу (выше 12 км).

Антипарниковый эффект

Темные частицы сажи имеют высокую поглощающую способность солнечного излучения. Поглощение света слоем аэрозоля, расположенного в верхней тропосфере и выше, вызовет затмение поверхности Земли – «ядерную ночь». Сам «черный» слой будет сильно нагреваться и переизлучать радиационный поток в космос. Интенсивность солнечного света, достигающего поверхности Земли, экспоненциально уменьшается с увеличением в атмосфере количества аэрозоля. Переизлученный поток энергии в ИК-диапазоне практически исчезает. Парниковым газам в нижней тропосфере нечего поглощать. Это и есть, так называемый, антипарниковый эффект.

В результате температура на поверхности Земли в течение 2-3 дней понизится на 30-50 градусов по сравнению с нормальной температурой для данного времени года. Столь резкое охлаждение приведет к локальной «ядерной зиме» даже летом.

Глобальный характер климатических последствий

Из-за коренной перестройки системы циркуляции в атмосфере катастрофа за несколько недель распространится на весь земной шар. Начнется массовая гибель флоры и фауны (это только из-за климатического фактора!). «Время зимы» определяется несколькими временами релаксации сильно неравновесной системы. Сначала за время релаксации установится квазиравновесная концентрация субмикронных частиц в тонком околоземном слое на высоте 8-14 км. Затем эта система придет к максвелловскому распределению за время термализации . Только после этого начнется релаксация по параметру в гравитационном поле: частицы аэрозоля постепенно осядут на поверхность земли. По оценкам специалистов характерное время зимы в жестком варианте ядерного конфликта – около года, а в мягком – около трех месяцев.

Мы рассмотрели только один аспект постъядерных климатических последствий. Но и этого достаточно, чтобы понять: долговременные разрушения окружающей среды и нарушения глобальной экосистемы могут, в конце концов, оказаться для человека более губительными, чем разрушительные последствия ядерных взрывов и выпадение радиоактивных осадков. В свете этих фактов в восьмидесятые годы прошлого века произошла кардинальная перестройка военных доктрин и ядерных стратегий мировых держав.

Контрольные вопросы

1. Почему распределение Больцмана не применимо к атмосфере в целом?

2. Какие молекулы называются убегающим?

Как меняется их концентрация от координаты в пространстве атмосферы?

3. Что называется временем рассеяния атмосферы ? Какой порядок получается в приближенных оценках для планет Солнечной системы?

4. На каком основании атмосферу Земли подразделяют на сферы? Назовите эти сферы в порядке удаления от поверхности планеты.

5. Назовите причины характерного изменения температуры с высотой в каждой сфере, начиная с тропосферы.

6. Объясните сущность парникового эффекта. Какие газы называются парниковыми?

7. В чем актуальность Киотского протокола? Участвует ли Россия в этом договоре? Если да, то как?

8. Что называется озоносферой Земли? Где она расположена? Почему так важно сохранение озонового слоя?

9.Что называется озоновой дырой? В чем состоит гипотеза антропогенного происхождения озоновых дыр?

10. Каково происхождение концепции «ядерной зимы»? Что называется ядерной зимой?

11. Назовите все причины, которые могут привести к антипарниковому эффекту в постъядерной ситуации? Какой общественный и политический резонанс имела концепция ядерной зимы в конце ХХ века?

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Курс молекулярной физики завершен. Однако есть уверенность, что с молекулярной физикой мы с вами больше не расстанемся никогда. Представьте себе площадку около 10 м², пусть эта площадь образно отражает информационную область молекулярной физики: статистической и термодинамической, равновесной и неравновесной, теоретической и экспериментальной. Так вот, нами изучена площадь всего в две ладошки. Это очень мало, но это самое главное, без чего невозможно понять все остальное.

Поэтому теперь вы будете вполне готовы к дисциплинам и темам с такими названиями, как статистическая радиофизика, спиновая термодинамика, статистическая модель атома, термодинамика звезд и даже статистическая лингвистика.

Надеюсь, что универсальные методы изучения сложных систем и сами фундаментальные законы их существования, такие как законы Гиббса, Максвелла, Больцмана, а так же постулаты классической термодинамики и, конечно, вездесущий принцип Ле Шателье-Брауна обогатят ваш тезаурус. Вспомним, что тезаурус переводиться как сокровищница, а понимается как опыт развивающейся личности. Нет сомнений, что приобретенные вами умения и гибкие практические навыки решать разнообразные задачи помогут вам не только в профессиональной сфере, но и в вашей повседневной жизни. Тем более что молекулярные явления происходят, не прекращаясь ни на секунду в окружающем нас мире и внутри нас.