Hvordan ville atomvinteren være?

Kald det paranoia eller skarp indsigt, men mennesker har længe overvejet muligheden for, at verdens ende ikke kommer som et resultat af stridende guder eller kosmisk uheld, men på grund af vores egne selvdestruktive tendenser. Engang nomader i de oprindelige vildmarker, vi har besteget en teknologi stige, taget på civilisationens kappe og erklærede os som herrer på planeten. Men hvor længe kan vi herske over vores domæne uden at ødelægge os selv? Trods alt, hvis vi ikke lærte andet fra "2001:A Space Odyssey, "det er, at hvis du giver en abe et ben, det vil uundgåeligt slå en anden abe ihjel med den.

Genetisk fusioneret til vores vilde fortid, vi har skåret et blod-gennemblødt spor gennem århundrederne. Vi har ødelagt civilisationer, førte krig og gjorde arret på planet med vores fremskridt - og vores våben er blevet mere magtfulde. Efter den første vellykkede test af et atomvåben den 16. juli, 1945, Manhattan -projektdirektør J. Robert Oppenheimer grublede over de frygtelige konsekvenser. Senere, berømte påberåbte han sig et citat fra Bhagavad Gita:"Nu er jeg blevet til død, ødelægger af verdener. "

I årtierne efter den detonation, menneskeheden skælvede af frygt for atomvåben. Da det globale atomarsenal svulmede op, så, også, gjorde vores frygt for den race af krig, vi måske slipper løs med den. Da forskere undersøgte de mulige konsekvenser af en sådan konflikt, et nyt begreb trådte i det offentlige sprog: atomvinter . Hvis synet af en svampesky, der brænder over horisonten, tyder på, at verden kan ende med et brag, så præsenterer atomvinteren forestillingen om, at menneskeheden efter Anden Verdenskrig meget vel kan dø med et klynk.

Siden begyndelsen af ​​1980'erne har dette scenario har gennemsyret vores mest dystre visioner for fremtiden:Pludselig himlen brænder med strålingen af ​​tusind soler. Millioner af liv brænder til aske og skygge. Endelig, som atomvåbenstorme forbrænder byer og skove, røgstrømme stiger op i atmosfæren for at begrave planeten i bølgende, sorte skyer af aske.

Resultatet er mørketid, faldende temperaturer og dødens død på planeten Jorden.

1. Atomkrig og atmosfæren
2. Prognose for udryddelse
3. Debat om verdens ende

Atomkrig og atmosfæren

Teorien om atomvinter er i det væsentlige en af ​​miljøsikkerhedsskader. Selvom et atomangreb kan være rettet mod en nations militære infrastruktur eller befolkningscentre, overfaldet kan forårsage massiv skade på Jordens atmosfære.

Det er let at tage den luft, vi trækker vejret for givet, men atmosfæren er en vital komponent i alt liv på denne planet. Faktisk, forskere mener, at den co-udviklede sig til sin nuværende tilstand sammen med Jordens encellede organismer. Det beskytter os mod farlige niveauer af solstråling, men tillader også solen at opvarme vores verden. Sollys skinner gennem atmosfæren og varmer planetens overflade, som derefter udsender terrestrisk stråling, der opvarmer luften. Hvis tilstrækkelig aske fra brændende byer og skove steg op til himlen, det kunne effektivt fungere som en paraply, at beskytte store dele af Jorden mod solen. Hvis du reducerer mængden af ​​sollys, der kommer til overfladen, så reducerer du den resulterende atmosfæriske temperatur - samt potentielt forstyrrer fotosyntesen.

Eksempler på dette scenario er forekommet i mindre skala i nyere historie. For eksempel, udbruddet i 1883 af den indonesiske vulkan Krakatoa sprængte nok vulkansk aske i atmosfæren til at sænke de globale temperaturer med 2,2 grader F (1,2 grader C) i et helt år [kilde:Maynard]. Årtier tidligere i 1815, udbruddet af Mount Tambora i Indonesien blokerede nok sollys rundt om i verden til at forårsage det, der blev kendt som "året uden sommer" [kilde:Discovery Channel]

Det følgende år, indbyggere i USA oplevede sommersne og temperaturer mellem 5 og 10 grader F (3 og 6 grader C) mindre end gennemsnittet. Dette temperaturfald ødelagde afgrøder og forårsagede hundredtusinder af dødsfald - uden at tælle dem, der omkom i Indonesien. Nogle arkæologer teoretiserer, at der skete en endnu større katastrofe for 65 millioner år siden, da en asteroide kolliderede med Jorden. Kaldes til K-T grænseudryddelsesbegivenhed , nogle eksperter mener, at denne kollision kan have skubbet nok aske og affald ud i atmosfæren til at forårsage en påvirke vinteren . Forudsætningen er den samme som atomvinter, kun med en anden metode til at generere det atmosfæriske affald. Nogle paleontologer formoder, at en sådan påvirkning af vinteren medførte udryddelse af dinosaurerne.

Naturkatastrofer er ikke de eneste dokumenterede temperaturskiftere. Ved afslutningen af ​​Den Persiske Golfkrig i 1991, Iraks præsident Saddam Hussein brændte 736 oliebrønde i Kuwait. Brandene rasede i ni måneder, hvor den gennemsnitlige lokale lufttemperatur faldt med 18,3 grader F (10,2 grader C) [kilde:McLaren].

Så alvorlig som disse eksempler ser ud til, atomvinterteoretikere gav en langt mere dyster prognose, hvis atomkrig skulle bryde ud mellem atomvåbenets supermagter i USA og det daværende Sovjetunionen. I 1980'erne forudsagde teoretikere tiår lange tempererede fald på op til 72 grader F (40 grader C) [kilde:Perkins]. En sådan vinter kunne afslutte ødelæggelsen, som atomkrig startede, sender de overlevende ned på en nedkøling af hungersnød og sult.

Nogle forskere forudser, at atomvinteren vil blive fulgt op af et endnu hårdere forår. De teoretiserer, at sollyset sprang tilbage fra røgskyerne ville opvarme nitrogenoxider i stratosfæren. Ved høje temperaturer, nitrogenoxiderne, som dannes på grund af eksplosionsforbrændt ilt, ville nedbryde ozonlaget med meget højere end normale hastigheder.

Prognose for udryddelse

I Carl Sagan og Richard Turcos bog "En vej, hvor ingen troede, "de to atomvinterteoretikere foreslår seks klasser af atomvinter, som danner ramme for at forstå de mulige atmosfæriske konsekvenser af moderne krigsførelse.

1. Minimal atomvinter :I bedste tilfælde for atomkrig , et lille nok angreb ville forårsage minimalt skydække og ringe eller ingen miljøpåvirkning. Selvom skaden, der påføres af målområder, kan vise sig at være betydelig, resten af ​​verden ville ikke lide atmosfæriske konsekvenser.
2. Marginal atomvinter :Sagan og Turco forudsiger et grumt scenario for selv en "marginal" atomvinter. De beregner, at et par atom -detonationer over bycentre i en indeholdt atomkrig kunne sænke temperaturerne på den nordlige halvkugle med et par grader. Landbrugsproduktionen ville lide, resulterer i hungersnød - især hvis den ledsages af alvorlig tørke. Mens en stor del af asken ville vende tilbage til Jorden i sorte regner, meget ville forblive i den øvre atmosfære. Sagan og Turco forudsiger, at dødsfaldene fra en sådan atomvinter ville svare til dem, der blev dræbt i atomkriget. Alt under ækvator ville for det meste forblive upåvirket, givet den halvkugle adskillelse af luftstrømme og det faktum, at de fleste atommål findes på den nordlige halvkugle.
3. Nominel atomvinter :Forfatterne anser denne klasse af atomvinter for en low-end mulighed for en atomkrig i fuld skala, der involverer detonation af mellem 6, 000 og 12, 000 atomvåben. Overlevende ville tåle mørk himmel, udbredt tørke, nedfald og globale temperaturfald på 18,3 grader F (10 grader C) på den nordlige halvkugle. Middagssollys ville kun være en tredjedel af det, det var før krigen. I de følgende måneder, disse skyer ville forsvinde, og solen ser ud til at brænde varmere end før. Fordi atomsprængninger ville have ødelagt meget af ozonlaget, større mængder solstråling ville nå Jordens overflade. Den sydlige halvkugle ville ikke opleve større klimaforandringer.
4. Betydelig atomvinter :Dette scenario, efter atomkrig i fuld skala, indebærer katastrofale konsekvenser for den nordlige halvkugle:kuldegrader, udbredt nedfald, forurening, ozonnedbrydning og forstyrret nedbør. Forestil dig en dybt overskyet dag - forestil dig nu, at betingelserne vedvarer i årevis. Grønne planter ville næppe modtage nok sollys til fotosyntese. Afgrøder ville mislykkes, milliarder af mennesker ville dø, arter ville uddø, og mens menneskeheden sandsynligvis ville overleve, civilisation, som vi kender den måske ikke. Skader på den sydlige halvkugle vil afhænge af antallet af detonationer under ækvator.
5. Alvorlig atomvinter :I dette scenario, mindre end 1 procent af solens lys når det til jordens overflade i en periode på måneder, resulterer i temperaturfald rundt om i verden og utilstrækkeligt lys til fotosyntese. Ud over udbredt hungersnød og forurening, Sagan og Turco forudsiger, at landbrugsproduktionen ville blive reduceret til niveauer, der ikke er set siden den mørke middelalder.
6. Ekstrem atomvinter :I dette værst tænkelige scenario, baseret på forholdene i 1990, næsten alle verdens atomvåben indsættes. Resultatet ville være fuldstændig mørke ved middagstid. Meget af planetens liv ville gå til grunde inden for denne sorte kølige ramme, atmosfærisk grav.

Men atomvinter er i høj grad en teori - og en kontroversiel sådan. Næste, vi vil se på, hvordan teorien har udviklet sig, og hvor den står i dag.

Debat om verdens ende

På mange måder, atomvinterdebatten ligner debat om global opvarmning. I begge tilfælde, det er let at klassificere den ene side som alarmist og beskylde den anden for at være i fornægtelse. Det er også let at tilskrive politiske motiver til hver side.

Atmosfæren er et utroligt kompliceret system. Når du har 5,5 kvadrillion tons (4,99 quadrillion metriske tons) gas og utallige lokale, global, terrestriske og udenjordiske faktorer, der rører det i bevægelse, det er svært at forstå, hvordan det hele fungerer. Selv avancerede computermodeller mister effektivitet, når vejrudsigterne er mere end et par dage. Brugen af ​​disse modeller fødte begrebet kaosteori og Sommerfugle effekt . Den mindste ændring kan få enorme konsekvenser, og der er i det mindste en antydning af det uforudsigelige for alt.

I løbet af 1970'erne, National Academy of Sciences og U.S. Office of Technology Assessment drøftede de mulige miljøeffekter af atomkrig, og i 1982, det svenske videnskabsakademi udgav "Atmosfæren efter en atomkrig:Twilight at Noon." Denne rapport forudsagde, at røg fra brændende byer og skove kan reducere sollys - med farlige konsekvenser. I 1983, atmosfærisk videnskabsmand Richard Turco og astrokemiker Carl Sagan sluttede sammen med tre andre forskere ved at udgive "Globale atmosfæriske konsekvenser af atomeksplosioner". Denne artikel, kendt som TTAPS -rapporten (forkortelse for forfatterens navne:Turco, Toon, Ackerman, Pollack og Sagan), skabt stor presse. USA og Sovjetunionen tog konkret hensyn til resultaterne - hvilket nogle tilskriver beroligende triggerfingre under den kolde krig.

TTAPS -resultaterne afhænger af 1980'ernes computervejrsmodeller. Men i dag, sådan teknologi er langt fra ufejlbarlig. Mens de fleste forskere er enige om, at atomkrig ville have en vis effekt på atmosfæren, ikke alle er enige om sværhedsgraden. Forfatter Michael Crichton anklagede TTAPS -forfatterne for at praktisere "konsensusvidenskab, "hvor spekulationer den offentlige mening og politik styrker ufuldkomne teorier. Crichton hævdede, at selvom konsensusvidenskab kan sælge os noget gavnligt i dag, det skaber en farlig præcedens for fremtiden.

I 1990, TTAPS -forfatterne offentliggjorde reviderede fund baseret på nye data. De mere moderate resultater appellerede til nogle kritikere, men der var - og er - stadig uenige stemmer. Disse uenigheder kommer ned på fire faktorer, hver præsenterer sin andel af ukendte eller ukendte:

1. Hvor meget materiale er der til at brænde efter en atomudveksling?
2. Hvor meget ville der være tilbage i atmosfæren, og hvor meget ville falde tilbage til Jordens overflade?
3. Hvor meget sollys ville sådanne røgskyer bøje?
4. I hvilken sæson ville angrebet finde sted? Hvis der skete et angreb i løbet af den faktiske vinter, kan resultaterne være langt mindre alvorlige?

Efterhånden som vores forståelse af atmosfæren forbedres, forskere fortsætter med at anvende dataene til udsigten til atomkrig. Selvom det er let at se på nukleare scenarier fra den kolde krig og rabat på atomvinter som en trussel i det 21. århundrede, de seneste fund tyder på, at vi muligvis langt fra er sikre.

Ved hjælp af moderne klimamodeller, forskere Brian Toon og Alan Robock teoretiserer, at selv en regional atomkrig kan forårsage en marginal atomvinter for alle. Ifølge deres resultater fra 2007, hvis Indien og Pakistan hver skulle affyre 50 atomvåben mod hinanden, hele kloden kunne opleve 10 års røgskyer og et treårigt temperaturfald på cirka 2,25 grader F (1,25 grader C) [kilde:Perkins]. Dels på grund af denne rapport, Atomforskernes Bulletin fremførte Doomsday Clock to minutter tættere på midnat.

Vi er ikke et helt århundrede inde i atomalderen, men hidtil har vi undgået selv regional atomkrig. Vil denne dødvande holde ud? Eller vil mennesker i sidste ende komme til at teste nukleare vinterteorier på egen hånd?

Masser mere information

Relaterede HowStuffWorks -artikler

• Sådan fungerer Fallout Shelters
• Sådan fungerer global opvarmning
• Sådan fungerer atomvåbenløbet
• Sådan fungerer atombomber
• Sådan fungerer ozonlaget
• Sådan fungerer vejret

Flere store links

• Find ud af mere:"Nedtælling til nul"
• Dommedagsuret
• Globale atmosfæriske konsekvenser af atomkrig (TTAPS -rapport)

Kilder

• Browne, Malcolm W. "Nukleare vinterteoretikere trækker sig tilbage." New York Times. 23. januar, 1990. (29. dec. 2008) http://query.nytimes.com/gst/fullpage.html?res=9C0CE3D91739F930A15752C0A966958260
• Chang, Kenneth. "Edward N. Lorenz, en meteorolog og en far til kaosteorien, Dør ved 90. "New York Times. 17. april, 2008. (25. september, 2008) http://www.nytimes.com/2008/04/17/us/17lorenz.html?_r=2&scp=1&sq=edward%20lorenz&st=cse&oref=slogin
• Crichton, Michael. "Aliens forårsager global opvarmning." 17. januar, 2003. (29. dec. 2008) http://www.crichton-official.com/speech-alienscauseglobalwarming.html
• "Dino -påvirkning gav Jorden kulden." BBC nyheder. 31. maj kl. 2004. (29. dec. 2008) http://news.bbc.co.uk/1/hi/sci/tech/3750765.stm
• "Evolution af atmosfæren." Britannica Online Encyclopædia. 2008. (8. august, 2008) http://www.britannica.com/EBchecked/topic/1424734/evolution-of-the-atmosphere
• "Ekstrem jord." Discovery Channel. 2008. (31. december, 2008) http://www.discoverychannel.co.uk/earth/year_without_summer/index.shtml
• Keim, Brandon. "Disse skibe kunne redde planeten ... og også lave flotte husbåde." Kablet videnskab. 9. oktober kl. 2007. (29. dec. 2008) http://blog.wired.com/wiredscience/2007/10/these-ships-cou.html
• McLaren, Duncan og Ian Willmore. "Miljøskaden ved krig i Irak." Værgen. 19. januar, 2003. (29. dec. 2008) http://www.guardian.co.uk/world/2003/jan/19/iraq5
• Perkins, Sid. "Pludselig chill." Science News. 3. februar kl. 2007. (30. dec. 2008) http://sci.tech-archive.net/Archive/sci.physics/2007-02/msg00698.html
• Robock, Alan. "Klimatiske virkninger af atomkonflikter." Rutgers Universitet. (30. december, 2008) http://climate.envsci.rutgers.edu/pdf/iprc_climate_NW.pdf
• Saarman, Emily. "Nuclear Winter's tilbagevenden." Opdage. 3. maj kl. 2007. (30. dec. 2008) http://discovermagazine.com/2007/may/return-of-nuclear-winter
• Sagan, Carl og Richard Turco. "En sti, hvor ingen troede." Tilfældigt hus. 1990.
• Sullivan, Michael. "Hvordan en vulkanudbrud slog sommeren væk." NPR. 22. oktober kl. 2007. (29. dec. 2008) http://www.npr.org/templates/story/story.php?storyId=15448607
• Tarbuck, Edward og Frederick Lutgens. "Earth Science:ellevte udgave." Pearson Prentice Hall. 2006.
• "Treenighedstesten." Det amerikanske energiministerium. (30. december, 2008) http://www.cfo.doe.gov/me70/manhattan/trinity.htm
• Vogt, Gregory L. "Atmosfæren:Planetary Heat Engine." Bøger i det 21. århundrede. 2007.
• Webber, Phillip. "Forudsiger atomvinter." Bulletin of the Atomic Scientists. Oktober 2007.