Genel

Nükleer Kış Nedir?

Nükleer kış, bir nükleer savaştan sonra yaygın yangın fırtınalarından sonra ortaya çıktığı varsayılan şiddetli ve uzun süreli küresel iklimsel soğutma etkisidir . Hipotez, bu tür yangınların stratosfere kurum enjekte edebileceği gerçeğine dayanmaktadır, burada doğrudan güneş ışığının Dünya yüzeyine ulaşmasını engelleyebilir. Ortaya çıkan soğutmanın, yaygın ürün başarısızlığına ve kıtlığa yol açacağı tahmin edilmektedir. Nükleer kış senaryolarının bilgisayar modellerini geliştirirken, araştırmacılar Hamburg’un geleneksel bombalamasını ve II. Dünya Savaşı’nda Hiroşima yangın fırtınasını, stratosfere kurumun enjekte edilebileceği örnek vakalar olarak kullanmaktadırlar.

Genel

“Nükleer kış” veya başlangıçta “nükleer alacakaranlık” olarak adlandırıldığı gibi, daha önceki bir hipotezin ateş topu ozon tabakasını tahrip edeceği netleştikten sonra 1980’lerde bilimsel bir kavram olarak görülmeye başlandı. güvenilirliğini kaybetmek. Bu bağlamda, kurumların yangınlardan kaynaklanan iklimsel etkileri nükleer savaşın iklimsel etkilerinin yeni odağı haline geldi. Bu model senaryolarda, şehirler, petrol rafinerileri ve daha kırsal füze siloları üzerinde belirsiz miktarlarda kurum içeren çeşitli kurum bulutlarının oluştuğu varsayılmıştır. Kurum miktarına araştırmacılar tarafından karar verildikten sonra, bu kurum bulutlarının iklim etkileri modellenir.

“Nükleer kış” terimi, 1983 yılında Richard P. Turco tarafından “nükleer alacakaranlık” fikrini incelemek için oluşturulan 1 boyutlu bir bilgisayar modeline atıfta bulunulan bir neologizmdi, bu 1-D modeli, büyük miktarlarda kurum ve duman yıllarca havada havada kalır ve gezegen genelinde sıcaklıkta ciddi bir düşüşe neden olur. Turco daha sonra bu aşırı 1-B sonuçlarından uzaklaşacaktı.

Hipotezi savunan ilk klimatolog ekibi tarafından yapılan 1991 Kuveyt petrol yangınlarının etkileri üzerindeki öngörülerin başarısız olmasından sonra, konuyla ilgili yayınlanmış on yıl olmadan on yıldan fazla bir süre geçti. Daha yakın zamanlarda, 1980’lerin önde gelen modellerinden oluşan aynı ekip, bilgisayar modellerinin çıktılarını tekrar yayınlamaya başladı, bu yeni modeller eskileriyle aynı genel bulguları üretiyor, her biri gözlemlenen yoğunlukla karşılaştırılabilir 100 yangın ateşinin ateşlenmesi 1945 yılında Hiroşima’da “küçük” bir nükleer kış üretebilir. Bu ateş fırtınaları Dünya’nın stratosferine kurum (özellikle siyah karbon) enjeksiyonu ile sonuçlanacak ve Dünya’nın yüzey sıcaklığını düşürecek bir anti-sera etkisi yaratacaktır. Alan Robock’un modelindeki bu soğutmanın ciddiyeti, bu yangın fırtınalarından 100’ünün kümülatif ürünlerinin küresel iklimi yaklaşık 1 ° C (1.8 ° F) kadar soğutabileceğini ve bir sonraki kabaca iki veya üç için antropojenik küresel ısınmanın büyüklüğünü ortadan kaldırabileceğini gösteriyor. yıl. Robock bunu modellemedi, ancak bunun sonucunda küresel tarımsal kayıplara yol açacağını tahmin etti.

Bir yangın fırtınasını ateşlemek için nükleer cihazların patlatılmasına gerek olmadığından, “nükleer kış” terimi yanlış bir isimdir. [16] Konu ile ilgili yayınlanan makalelerin çoğunluğu, nitel gerekçelendirme olmaksızın nükleer patlamaların modellenmiş yangın fırtınası etkilerinin nedeni olduğunu belirtmektedir. Nükleer kış gazetelerinde bilgisayar tarafından modellenen tek fenomen, sayısız yolla ateşlenebilen ve oluşturulabilen bir ürün olan yangın fırtınası kurumunun iklim zorlayıcı ajanıdır. Nadiren tartışılsa da, hipotez taraftarları, 100 konvansiyonel yangın fırtınası ateşlenirse aynı “nükleer kış” etkisinin ortaya çıkacağını belirtirler.

 

1980’lerde bu terimi tanımlayan bilgisayar modelcilerinin ilk varsayımıydı. Bunların, Amerikan-Sovyet toplam savaşı sırasında karşı değerdeki hava patlaması yapan nükleer silah kullanımının büyük çapta istihdam edilmesinin olası bir sonucu olduğu tahmin ediliyordu. Kendi içinde modellenmeyen bu daha fazla sayıda yangın fırtınası, şiddetli soğutma derinliklerinin on yıl kadar sürdüğü, çeşitli iklim modellerine girilen dumanın sonucu olarak nükleer kış koşullarına neden olduğu gösterilmektedir. Bu dönemde, ortalama sıcaklıktaki yaz düşüşleri ABD, Avrupa ve Çin’in temel tarım bölgelerinde 20 ° C’ye (36 ° F) ve Rusya’da 35 ° C’ye (63 ° F) kadar olabilir. Bu soğutma, ilk birkaç yıl içinde gezegenin yüzeyine ulaşan doğal güneş radyasyonunda% 99’luk bir azalma nedeniyle üretilecek ve birkaç on yıl boyunca kademeli olarak temizlenecektir.

Temel düzeyde, uzun bulutların fotoğrafik kanıtlarının ortaya çıkmasından bu yana, yangın fırtınalarının stratosfere kurum dumanı/aerosoller enjekte edebileceği biliniyordu, ancak bu aerosol yığınının ömrü bilinmemektedir. Nükleer kışta teorik modeller yayınlamaya devam eden ekibin bağımsız olarak, Deniz Araştırma Laboratuvarı’ndan Mike Fromm, deneysel olarak, Hiroşima’da gözlemlenenden çok daha büyük, büyük bir yangının her doğal oluşumunun küçük bir “nükleer” yangın üretebileceğini buldu. kış “etkileri, kısa ömürlü, yüzey sıcaklıklarında yaklaşık bir ay neredeyse ölçülemez bir düşüşle, yaktıkları yarıküre ile sınırlıydı. Bu, stratosfere sülfat enjekte eden ve böylece küçük, hatta ihmal edilebilir volkanik kış efektleri üreten sık volkanik patlamalara biraz benzemektedir.

Mekanizma

Yaklaşık 10 km seyir ticari bir uçaktan alınan bir pirokumulonimbus bulut resmi. 2002’de, çeşitli algılama araçları yalnızca Kuzey Amerika’da 17 farklı pirokumulonimbus bulut olayı tespit etti.

Nükleer kış senaryosu, 100 veya daha fazla şehir yangın fırtınasının nükleer patlamalar tarafından ateşlendiğini ve ve ateş fırtınalarının üst troposferde ve alt stratosferde pirokumulonimbusun sunduğu hareketle büyük miktarlarda isli duman kaldırdığını varsayar. bir yangın fırtınası sırasında oluşan bulutlar. Dünya yüzeyinin 10–15 kilometre (6–9 mil) yukarısında, güneş ışığının emilimi dumandaki kurumları daha da ısıtabilir, bir kısmını veya tamamını stratosfere kaldırabilir, eğer yoksa duman yıllarca devam edebilir yıkamak için yağmur. Bu parçacık aerosolü stratosferi ısıtabilir ve güneş ışığının bir kısmının yüzeye ulaşmasını engelleyerek yüzey sıcaklıklarının ciddi şekilde düşmesine neden olabilir. Bu senaryoda, yüzey hava sıcaklıklarının aylarca veya yıllarca belirli bir bölgenin kış mevsimiyle aynı veya daha soğuk olacağı tahmin edilmektedir.

Anti sera etkisi yaratan troposfer ile yüksek stratosfer arasındaki modellenen kararlı inversiyon sıcak kurum tabakası Stephen Schneider ve ark. Tarafından “Smokeosphere” olarak adlandırılmıştır. 1988 tarihli makalelerinde.

Her ne kadar iklim modellerinde şehir yangın fırtınalarını düşünmek yaygın olsa da, bunların nükleer cihazlar tarafından ateşlenmesine gerek yoktur; bunun yerine daha geleneksel ateşleme kaynakları yangın fırtınasının kıvılcımı olabilir. Daha önce bahsedilen güneş ısıtma etkisinden önce, kurumun enjeksiyon yüksekliği, bir ilk nükleer patlamanın büyüklüğü değil, ateş fırtınasının yakıtından salınan enerji oranı ile kontrol edilir. Örneğin, Hiroşima’ya düşen bombadan gelen mantar bulutu birkaç dakika içinde altı kilometrelik (orta troposfer) bir yüksekliğe ulaştı ve daha sonra rüzgarlar nedeniyle dağıldı, şehirdeki bireysel yangınların bir yangın fırtınası oluşturması neredeyse üç saat sürdü ve ateş püskürmesi, birkaç tropik atmosferik yüksekliğe ulaştığı farz edilen bir pirokumulus bulut, birkaç saatlik yanma süresi boyunca, bomba enerjisinin tahmini 1000 katını serbest bıraktı.

Bir nükleer patlamanın yangın çıkaran etkileri özellikle karakteristik özellikler göstermediği için, Stratejik bombalama deneyimi olanlar tarafından kentin bir yangın fırtınası tehlikesi olduğu için Hiroşima’da aynı yangın vahşeti ve bina hasarının 16 olduğu tahmin edilmektedir. tek bir B-29 bombardıman uçağından -kiloton nükleer bomba, bunun yerine, kentte dağıtılan 220 B-29’lardan yaklaşık 1.2 kiloton yangın çıkaran bombaların geleneksel kullanımı ile üretilebilirdi.

Aerosol giderme zaman ölçeği

Dresden ve Hiroşima’nın yangınları ve Tokyo ve Nagazaki’nin kitlesel yangınları 1945’te sadece aylar içinde meydana gelirken, 1943’te daha yoğun ve geleneksel olarak aydınlatılmış Hamburg yangın fırtınası meydana geldi. bu beş yangının potansiyel olarak stratosferde modern modellerde tartışılan varsayımsal 100 nükleer ateşlemeli yangının yüzde beşi kadar duman yerleştirdiğini belirtmektedir. İkinci Dünya Savaşı’ndaki teknik aletlerle stratosfere enjekte edilen kurum kütlesinden modellenen iklim soğutma etkilerinin (bir ila beş teragram) algılanabileceği düşünülse de, bunun yüzde beşi o zaman gözlemleyin.

Bu dumanın ne kadar kalacağına ve dolayısıyla bu dumanın stratosfere ulaştığında iklimi ne kadar ciddi şekilde etkilediğine dair kesin zaman ölçeği, hem kimyasal hem de fiziksel uzaklaştırma işlemlerine bağlıdır.

En önemli fiziksel uzaklaştırma mekanizması, hem yangın sahasının yakınında “kara yağmur” üreten “ateş tahrikli konvektif kolon” aşamasında “duman” olup, dumanın artık konsantre olmadığı ve konvektif eriklerin dağılmasından sonra yağmurdur. dolayısıyla “ıslak temizlemenin” çok verimli olduğuna inanılmaktadır. Bununla birlikte, troposferdeki bu etkili çıkarma mekanizmalarından kaçınarak, güneş ısıtmasının kurumları hızlı bir şekilde stratosfere loftlamak, koyu kurum partiküllerini yangın bulutlarının daha beyaz su yoğunlaşmasından “ayırmak” veya ayırmak için modellendiği Robock 2007 çalışmasından kaçınılmaktadır.

Stratosfere girdikten sonra, kurum parçacıklarının kalış zamanını etkileyen fiziksel uzaklaştırma mekanizmaları, kurum aerosolünün Brownian hareketi ile diğer parçacıklarla ne kadar çabuk çarpıştığı ve pıhtılaştığı ve yerçekimi kaynaklı kuru birikim yoluyla atmosferden düştüğü ve pıhtılaşmış parçacıkları atmosferde daha düşük bir seviyeye taşımak için “phoretic etkisi” gerekir. İster pıhtılaşma, ister pretik etki ile, duman partiküllerinin aerosolü bu düşük atmosferik seviyeye ulaştığında, bulut tohumlama başlayabilir ve yağışın ıslak biriktirme mekanizması ile duman aerosolünü atmosferden yıkamasına izin verebilir.

Uzaklaştırmayı etkileyen kimyasal işlemler, atmosferik kimyanın, her ikisi de atmosferin her seviyesinde bulunan ve ozon ve azot oksitler gibi oksidatif türlerle reaksiyonlar yoluyla dumanın karbonlu bileşenini oksitleme yeteneğine bağlıdır. ayrıca hava yüksek sıcaklıklara ısıtıldığında daha yüksek konsantrasyonlarda ortaya çıkar.

Aerosollerin ikamet sürelerine ilişkin geçmiş veriler, farklı bir aerosol karışımı da olsa, bu durumda stratosferik kükürt aerosolleri ve megavolcano püskürmelerinden kaynaklanan volkanik kül, bir ila iki yıllık zaman ölçeğinde görünmektedir, ancak aerosol-atmosfer etkileşimleri hala devam etmektedir. çok az anladım, çok az anlamak.

Kurum özellikleri

İsli aerosoller, karmaşık şekillerin yanı sıra çok çeşitli özelliklere sahip olabilir, bu da değişen atmosferik optik derinlik değerlerini belirlemeyi zorlaştırır. Kurumun yaratılması sırasında mevcut koşulların, nihai özellikleri açısından oldukça önemli olduğuna inanılmaktadır ve kurum, neredeyse “element karbon siyahı” olarak kabul edilen daha verimli yanma spektrumunda üretilirken, yanma spektrumunun daha verimsiz ucunda daha büyük miktarlarda kısmen yanmış / oksitlenmiş yakıt bulunur. Bilindiği gibi bu kısmen yanmış “organikler”, yaygın düşük yoğunluklu orman yangınları sırasında katran topları ve kahverengi karbon oluştururlar ve ayrıca daha saf siyah karbon parçacıklarını kaplayabilirler. Bununla birlikte, en büyük önem taşıyan kurum, yangın fırtınasının pirokonveksiyonu ile en yüksek rakımlara enjekte edilen – fırtına kuvveti hava rüzgarlarıyla beslenen bir yangın olduğu için – kurumun çoğunluğunun bu koşullar altında olduğu tahmin edilmektedir. daha oksitlenmiş siyah karbon.

Sonuçlar

Amerikan Jeofizik Birliği’nin Aralık 2006’daki yıllık toplantısında sunulan bir araştırma, küçük ölçekli, bölgesel bir nükleer savaşın bile küresel ortamı on yıl veya daha fazla bozabileceğini buldu. Subtropiklerde iki karşıt ülkenin büyük nüfus merkezlerinde 50 Hiroşima büyüklüğünde nükleer silah (her biri yaklaşık 15 kiloton) kullanacağı bölgesel bir nükleer çatışma senaryosunda, araştırmacılar beş milyon ton kadar kurumun serbest bırakılacağını tahmin etti. tahıl yetiştiren bölgelerin çoğu da dahil olmak üzere Kuzey Amerika ve Avrasya’nın geniş bölgelerinde birkaç derece soğutma üretmektedir. Soğutma yıllarca sürecek ve araştırmaya göre “felaket” olabilir.

Ozon tabakasının incelmesi

Nükleer patlamalar etraflarındaki havayı parçalayarak büyük miktarlarda Azot oksit üretir. Bunlar daha sonra termal konveksiyon ile yukarı kaldırılır. Stratosfere ulaştıklarında, bu azot oksitler atmosferin bu kısmında bulunan Ozonu katalitik olarak parçalayabilir. Ozon incelmesi, güneşten zemine ulaşması için çok daha fazla zararlı ultraviyole radyasyon yoğunluğuna izin verecektir.

Michael J. Mills ve ark.’nın Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı’nda yayınlanan 2008 tarihli bir araştırmasında, Pakistan ve Hindistan arasında mevcut cephaneliklerini kullanarak çıkacak nükleer bir savaşta bir ozon deliği oluşturabileceği ve insan sağlığı sorunlarını tetikleyebileceği ve en az on yıl boyunca çevresel hasara neden olacağı hesalandı. Bilgisayar modelli çalışma, iki ülke arasında her iki tarafta 50 Hiroşima büyüklüğünde nükleer cihaz içeren, büyük şehir yangınları üreten ve stratosfere yaklaşık 50 mil (80 km) kadar beş milyon metrik tonluk bir nükleer savaşa baktı. Kurum, çevredeki gazları ısıtmak için yeterli güneş radyasyonunu emecek ve dünyayı zararlı ultraviyole radyasyondan koruyan stratosferik ozon tabakasının bozulmasını artıracak ve kuzey yüksek enlemlerinde% 70’e varan ozon kaybı olacaktır.

Nükleer yaz

“Nükleer yaz”, güneş ışığının daha düşük seviyelere veya yüzeye ulaşmasını önleyecek aerosollerin neden olduğu nükleer bir kıştan sonra azaldığı, daha sonra karbondioksit nedeniyle bir sera etkisinin meydana geldiği varsayılan bir senaryodur. nükleer kış boyunca dondurulan ölü organik madde ve cesetlerden çıkan organik madde ve metanın çürümesinden çıkan yanma ve metan ile salınır.

1-3 yıl içinde aerosollerin çoğunun çökmesini takiben daha ardışık bir varsayımsal senaryo daha sonra, soğutma etkisi, yüzey sıcaklığını ölüme neden olacak kadar hızla derece arttıracak olan sera ısınmasından kaynaklanan bir ısıtma etkisinin üstesinden gelecektir. Çoğunluğu normalden daha yüksek sıcaklıklara karşı normalden daha düşük sıcaklıklardan daha savunmasız olan, soğutmadan kurtulan hayatın çoğu olmasa bile. Nükleer patlamalar CO2 ve diğer sera gazlarının yanmasını önler, ardından ölü organik maddenin bozulmasından daha fazla salınır.

Patlamalar ayrıca, dünyadaki ozon tabakasını tüketecek olan stratosfere azot oksitleri de ekleyecektir. Bu tabaka Güneş’ten gelen UV-C radyasyonunu tarar, bu da yüzeydeki yaşam formlarında genetik hasara neden olur. Sıcaklık arttıkça, atmosferdeki su miktarı artar ve bu da yüzeyin daha fazla sera ısınmasına neden olur ve yeterince yükselirse, deniz tabanındaki metan klatrat birikintilerinin süblimasyonuna neden olarak büyük miktarlarda metan, sera gazı, atmosfere, belki de kaçak iklim değişikliğini tetiklemek için yeterli.

Nükleer kışın nükleer bir yaza yol açabileceği hipotezinin daha basit varsayımsal versiyonları da vardır. Nükleer ateş toplarının yüksek sıcaklıkları, orta stratosferin ozon gazını yok edebilir.

Kaynak:

https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_winter

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.