El invierno nuclear es un efecto de enfriamiento climático global severo y prolongado que se hipotetiza [1] [2] que ocurre después de tormentas de fuego generalizadas después de una guerra nuclear a gran escala . [3] La hipótesis se basa en el hecho de que tales incendios pueden inyectar hollín en la estratosfera , donde puede bloquear la luz solar directa para que no llegue a la superficie de la Tierra. Se especula que el enfriamiento resultante conduciría a malas cosechas y hambrunas generalizadas . [4] [5]Al desarrollar modelos informáticos de escenarios de invierno nuclear, los investigadores utilizan el bombardeo convencional de Hamburgo y la tormenta de fuego de Hiroshima en la Segunda Guerra Mundial como casos de ejemplo en los que se podría haber inyectado hollín en la estratosfera, [6] junto con observaciones modernas de grandes fenómenos naturales. área de incendios forestales- tormentas de fuego . [3] [7] [8]
General
"Invierno nuclear", o como se le llamaba en un principio, "el crepúsculo nuclear", comenzó a ser considerado como un concepto científico en la década de 1980, después de que quedó claro que una hipótesis anterior, que NOx generados bola de fuego emisiones devastaría la capa de ozono , fue perdiendo credibilidad. Fue en este contexto que los efectos climáticos del hollín de los incendios se convirtieron en el nuevo foco de los efectos climáticos de la guerra nuclear. [9] [10] En estos escenarios modelo, se supuso que se formaban varias nubes de hollín que contenían cantidades inciertas de hollín sobre ciudades, refinerías de petróleo y más silos de misiles rurales . Una vez que los investigadores deciden la cantidad de hollín, se modelan los efectos climáticos de estas nubes de hollín. [11] El término "invierno nuclear" fue un neologismo acuñado en 1983 por Richard P. Turco en referencia a un modelo informático unidimensional creado para examinar la idea del "crepúsculo nuclear". Este modelo proyectó que cantidades masivas de hollín y humo permanecerían en el aire durante el orden de años, causando una severa caída de temperatura en todo el planeta. Turco se distanciaría más tarde de estas conclusiones extremas. [12]
Después del fracaso de las predicciones sobre los efectos de los incendios petroleros de Kuwait de 1991 que fueron realizadas por el equipo principal de climatólogos que defienden la hipótesis, pasó más de una década sin nuevos artículos publicados sobre el tema. Más recientemente, el mismo equipo de modeladores prominentes de la década de 1980 ha comenzado nuevamente a publicar los resultados de los modelos informáticos. Estos modelos más nuevos producen los mismos hallazgos generales que los anteriores, a saber, que la ignición de 100 tormentas de fuego, cada una comparable en intensidad a la observada en Hiroshima en 1945, podría producir un invierno nuclear "pequeño". [13] [14] Estas tormentas de fuego resultarían en la inyección de hollín (específicamente carbón negro ) en la estratosfera de la Tierra, produciendo un efecto anti-invernadero que bajaría la temperatura de la superficie de la Tierra . La gravedad de este enfriamiento en el modelo de Alan Robock sugiere que los productos acumulados de 100 de estas tormentas de fuego podrían enfriar el clima global en aproximadamente 1 ° C (1,8 ° F), eliminando en gran medida la magnitud del calentamiento global antropogénico durante los próximos dos o tres años. años. Robock no ha modelado esto, pero ha especulado que tendría pérdidas agrícolas globales como consecuencia. [15]
Como los dispositivos nucleares no necesitan detonarse para encender una tormenta de fuego, el término "invierno nuclear" es un nombre poco apropiado. [16] La mayoría de los artículos publicados sobre el tema afirman que sin una justificación cualitativa, las explosiones nucleares son la causa de los efectos de tormenta de fuego modelados. El único fenómeno que se modela por computadora en los documentos de invierno nuclear es el agente de forzamiento climático del hollín de la tormenta de fuego, un producto que puede encenderse y formarse por una miríada de medios. [16] Aunque rara vez se discute, los defensores de la hipótesis afirman que el mismo efecto de "invierno nuclear" ocurriría si se encendieran 100 tormentas de fuego convencionales. [17]
Un número mucho mayor de tormentas de fuego, en los miles, [ verificación fallida ] fue la suposición inicial de los modeladores informáticos que acuñaron el término en la década de 1980. Se especuló que estos eran un posible resultado de cualquier empleo a gran escala del uso de armas nucleares explosivas en el aire durante una guerra total entre Estados Unidos y la Unión Soviética . Este mayor número de tormentas de fuego, que no están modeladas en sí mismas, [11] se presentan como causantes de condiciones de invierno nuclear como resultado del humo introducido en varios modelos climáticos, con profundidades de enfriamiento severo que duran hasta una década. Durante este período, las caídas de verano en la temperatura promedio podrían ser de hasta 20 ° C (36 ° F) en las regiones agrícolas centrales de los EE. UU., Europa y China, y hasta 35 ° C (63 ° F) en Rusia. [18] Este enfriamiento se produciría debido a una reducción del 99% de la radiación solar natural que llega a la superficie del planeta en los primeros años, aclarándose gradualmente a lo largo de varias décadas. [19] [ fuente no confiable? ]
En el nivel fundamental, desde que se capturaron las evidencias fotográficas de nubes altas, [20] se sabía que las tormentas de fuego podían inyectar humo / aerosoles de hollín en la estratosfera, pero la longevidad de esta gran cantidad de aerosoles era una gran incógnita. Independientemente del equipo que continúa publicando modelos teóricos sobre el invierno nuclear, en 2006, Mike Fromm del Laboratorio de Investigación Naval , descubrió experimentalmente que cada ocurrencia natural de una tormenta de fuego masiva de incendios forestales, mucho más grande que la observada en Hiroshima, puede producir pequeñas efectos de invierno ", de corta duración, aproximadamente un mes, de una caída casi inconmensurable en las temperaturas de la superficie, confinada al hemisferio en el que se quemaron. [21] [22] [23] Esto es algo análogo a las frecuentes erupciones volcánicas que inyectan sulfatos en la estratosfera y por lo tanto producen efectos invernales volcánicos menores, incluso insignificantes .
Un conjunto de instrumentos de monitoreo de hollín de tormenta de fuego basados en satélites y aviones está a la vanguardia de los intentos de determinar con precisión la vida útil, la cantidad, la altura de inyección y las propiedades ópticas de este humo. [24] [25] [26] [27] [28] La información sobre todas estas propiedades es necesaria para determinar verdaderamente la duración y la gravedad del efecto de enfriamiento de las tormentas de fuego, independientemente de las proyecciones del modelo informático de invierno nuclear. [¿ por quién? ]
Actualmente, a partir de los datos de seguimiento satelital, los aerosoles de humo estratosférico se disipan en un lapso de tiempo de aproximadamente dos meses. [26] Queda por determinar la existencia de un punto de inflexión hacia una nueva condición estratosférica en la que los aerosoles no se eliminarían dentro de este período de tiempo. [26]
Mecanismo
El escenario de invierno nuclear asume que 100 o más tormentas de fuego de la ciudad [29] [30] son encendidas por explosiones nucleares , [31] y que las tormentas de fuego levantan grandes cantidades de humo de hollín hacia la troposfera superior y la estratosfera inferior por el movimiento ofrecido por el pirocumulonimbo. nubes que se forman durante una tormenta de fuego. A 10 a 15 kilómetros (6 a 9 millas) sobre la superficie de la Tierra, la absorción de la luz solar podría calentar aún más el hollín en el humo, elevando parte o todo a la estratosfera , donde el humo podría persistir durante años si no hay lluvia para lavarlo. Este aerosol de partículas podría calentar la estratosfera y evitar que una parte de la luz del sol llegue a la superficie, provocando que la temperatura de la superficie baje drásticamente. En este escenario se predice [¿ por quién? ] que las temperaturas del aire en la superficie serían iguales o más frías que el invierno de una región determinada durante meses o años.
La capa de inversión estable modelada de hollín caliente entre la troposfera y la alta estratosfera que produce el efecto anti-invernadero fue denominada "Smokeosphere" por Stephen Schneider et al. en su artículo de 1988. [32] [2] [33]
Aunque es común en los modelos climáticos considerar las tormentas de fuego de la ciudad, no es necesario que se enciendan con dispositivos nucleares; [16] fuentes de ignición más convencionales pueden ser, en cambio, la chispa de las tormentas de fuego. Antes del efecto de calentamiento solar mencionado anteriormente, la altura de inyección del hollín está controlada por la tasa de liberación de energía del combustible de la tormenta de fuego, no por el tamaño de una explosión nuclear inicial. [30] Por ejemplo, la nube en forma de hongo de la bomba lanzada sobre Hiroshima alcanzó una altura de seis kilómetros (troposfera media) en unos pocos minutos y luego se disipó debido a los vientos, mientras que los incendios individuales dentro de la ciudad tardaron casi tres horas en formarse en una tormenta de fuego y producir una nube de pirocumulus , una nube que se supone que ha alcanzado alturas de la troposfera superior, ya que durante sus múltiples horas de combustión, la tormenta de fuego liberó aproximadamente 1000 veces la energía de la bomba. [34]
Como los efectos incendiarios de una explosión nuclear no presentan ningún rasgo especialmente característico, [35] aquellos con experiencia en bombardeos estratégicos estiman que, dado que la ciudad era un peligro de tormenta de fuego, la misma ferocidad del fuego y los daños a los edificios producidos en Hiroshima en un 16 La bomba nuclear de un kilotón de un solo bombardero B-29 podría haber sido producida en su lugar mediante el uso convencional de aproximadamente 1.2 kilotones de bombas incendiarias de 220 B-29 distribuidos por la ciudad. [35] [36] [37]
Mientras que las tormentas de fuego de Dresde e Hiroshima y los incendios masivos de Tokio y Nagasaki ocurrieron en unos pocos meses en 1945, la tormenta de fuego de Hamburgo más intensa y con iluminación convencional ocurrió en 1943. A pesar de la separación en el tiempo, la ferocidad y el área quemada, los principales modeladores de la hipótesis afirman que estos cinco incendios potencialmente colocaron un cinco por ciento más de humo en la estratosfera que los hipotéticos 100 incendios de ignición nuclear discutidos en los modelos modernos. [38] Si bien se cree que los efectos modelados de enfriamiento del clima de la masa de hollín inyectada en la estratosfera por 100 tormentas de fuego (de uno a cinco teragramos) habrían sido detectables con instrumentos técnicos en la Segunda Guerra Mundial, el cinco por ciento de eso no habría sido detectado. Ha sido posible observar en ese momento. [17]
Calendario de eliminación de aerosoles
La escala de tiempo exacta durante la que permanece este humo y, por lo tanto, la gravedad de este humo en el clima una vez que llega a la estratosfera, depende de los procesos de eliminación tanto químicos como físicos. [11]
El mecanismo de eliminación física más importante es la " lluvia ", tanto durante la fase de "columna convectiva impulsada por el fuego ", que produce " lluvia negra " cerca del lugar del incendio, como la lluvia después de la dispersión de la columna convectiva , donde el humo ya no es concentrado y, por tanto, se cree que la "eliminación en húmedo" es muy eficaz. [39] Sin embargo, estos mecanismos eficientes de eliminación en la troposfera se evitan en el estudio de Robock 2007, donde el calentamiento solar se modela para elevar rápidamente el hollín a la estratosfera, "desentrenando" o separando las partículas de hollín más oscuras del agua más blanca de las nubes de fuego. condensación . [40]
Una vez en la estratosfera, los mecanismos de eliminación física que afectan la escala de tiempo de residencia de las partículas de hollín son la rapidez con la que el aerosol de hollín choca y se coagula con otras partículas a través del movimiento browniano , [11] [41] [42] y cae de la atmósfera. a través de la deposición seca impulsada por la gravedad , [42] y el tiempo que tarda el "efecto forético" en mover las partículas coaguladas a un nivel más bajo en la atmósfera. [11] Ya sea por coagulación o por efecto forético, una vez que el aerosol de partículas de humo se encuentra en este nivel atmosférico más bajo, puede comenzar la siembra de nubes , lo que permite que la precipitación elimine el aerosol de humo de la atmósfera mediante el mecanismo de deposición húmeda .
Los procesos químicos que afectan la remoción dependen de la capacidad de la química atmosférica para oxidar el componente carbonoso del humo, a través de reacciones con especies oxidativas como el ozono y los óxidos de nitrógeno , los cuales se encuentran en todos los niveles de la atmósfera [43 ] [44] y que también ocurren en mayores concentraciones cuando el aire se calienta a altas temperaturas.
Los datos históricos sobre los tiempos de residencia de los aerosoles, aunque una mezcla diferente de aerosoles , en este caso aerosoles de azufre estratosférico y cenizas volcánicas de erupciones de megavolcanes , parecen estar en la escala de tiempo de uno a dos años, [45] sin embargo, aerosol-atmósfera las interacciones aún se comprenden poco. [46] [47]
Propiedades del hollín
Los aerosoles de hollín pueden tener una amplia gama de propiedades, así como formas complejas, lo que dificulta determinar su valor de profundidad óptica atmosférica en evolución . Se cree que las condiciones presentes durante la creación del hollín son considerablemente importantes en cuanto a sus propiedades finales, con el hollín generado en el espectro más eficiente de eficiencia de combustión considerado casi " negro de carbón elemental ", mientras que en el extremo más ineficiente del espectro de combustión. , hay mayores cantidades de combustible parcialmente quemado / oxidado. Estos "orgánicos" parcialmente quemados, como se les conoce, a menudo forman bolas de alquitrán y carbón marrón durante los incendios forestales comunes de menor intensidad, y también pueden recubrir las partículas de carbón negro más puras. [48] [49] [50] Sin embargo, como el hollín de mayor importancia es el que se inyecta a las altitudes más altas por la piroconvección de la tormenta de fuego, un fuego alimentado por vientos de aire con fuerza de tormenta, se estima que el la mayor parte del hollín en estas condiciones es el carbón negro más oxidado. [51]
Consecuencias
Efectos climáticos
Un estudio presentado en la reunión anual de la Unión Geofísica Estadounidense en diciembre de 2006 encontró que incluso una guerra nuclear regional a pequeña escala podría alterar el clima global durante una década o más. En un escenario de conflicto nuclear regional donde dos naciones opuestas en los subtrópicos usarían cada una 50 armas nucleares del tamaño de Hiroshima (aproximadamente 15 kilotones cada una) en los principales centros de población, los investigadores estimaron que se liberarían hasta cinco millones de toneladas de hollín, lo que producen un enfriamiento de varios grados en grandes áreas de América del Norte y Eurasia, incluidas la mayoría de las regiones productoras de cereales. El enfriamiento duraría años y, según la investigación, podría ser "catastrófico". [56] [19]
El agotamiento de la capa de ozono
Las detonaciones nucleares producen grandes cantidades de óxidos de nitrógeno al descomponer el aire a su alrededor. Luego, estos se elevan hacia arriba por convección térmica. A medida que llegan a la estratosfera, estos óxidos de nitrógeno son capaces de descomponer catalíticamente el ozono presente en esta parte de la atmósfera. El agotamiento del ozono permitiría que llegara al suelo una intensidad mucho mayor de radiación ultravioleta dañina del sol. [57] Un estudio de 2008 de Michael J. Mills et al., Publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences , encontró que un intercambio de armas nucleares entre Pakistán e India utilizando sus arsenales actuales podría crear un agujero de ozono casi global , lo que provocaría problemas de salud humana y daños ambientales durante al menos una década. [58] El estudio modelado por computadora analizó una guerra nuclear entre los dos países que involucró 50 dispositivos nucleares del tamaño de Hiroshima en cada lado, produciendo incendios urbanos masivos y elevando hasta cinco millones de toneladas métricas de hollín alrededor de 50 millas (80 km) en la estratosfera . El hollín absorbería suficiente radiación solar para calentar los gases circundantes, aumentando la degradación de la capa de ozono estratosférico que protege a la Tierra de la dañina radiación ultravioleta, con una pérdida de ozono de hasta el 70% en las latitudes altas del norte.
Verano nuclear
Un "verano nuclear" es un escenario hipotético en el que, después de un invierno nuclear causado por aerosoles insertados en la atmósfera que evitarían que la luz solar alcance niveles más bajos o la superficie, [59] ha disminuido, se produce un efecto invernadero debido al dióxido de carbono. liberado por la combustión y el metano liberado por la descomposición de la materia orgánica y el metano de la materia orgánica muerta y los cadáveres que se congelaron durante el invierno nuclear. [59] [60]
Otro escenario hipotético más secuencial, después de la sedimentación de la mayoría de los aerosoles en 1 a 3 años, el efecto de enfriamiento sería superado por un efecto de calentamiento del efecto invernadero , que elevaría rápidamente la temperatura de la superficie en muchos grados, lo suficiente como para causar la muerte. de gran parte, si no la mayor parte, de la vida que había sobrevivido al enfriamiento, gran parte de la cual es más vulnerable a temperaturas más altas de lo normal que a temperaturas más bajas de lo normal. Las detonaciones nucleares liberarían CO 2 y otros gases de efecto invernadero de la quema, seguidos de más liberados por la descomposición de la materia orgánica muerta. Las detonaciones también insertarían óxidos de nitrógeno en la estratosfera que luego agotarían la capa de ozono alrededor de la Tierra. [59] Esta capa filtra la radiación UV-C del Sol , que causa daño genético a las formas de vida en la superficie. A medida que aumenta la temperatura, la cantidad de agua en la atmósfera aumentaría, provocando un mayor calentamiento por efecto invernadero de la superficie, y si aumentaba lo suficiente, podría causar la sublimación de los depósitos de clatrato de metano en el fondo del mar, liberando grandes cantidades de metano , un gases de efecto invernadero, a la atmósfera, tal vez lo suficiente como para provocar un cambio climático desbocado . [ cita requerida ]
Existen otras versiones hipotéticas más sencillas de la hipótesis de que el invierno nuclear podría dar paso a un verano nuclear. Las altas temperaturas de las bolas de fuego nucleares podrían destruir el gas ozono de la estratosfera media. [61]
Historia
Trabajo temprano
En 1952, unas semanas antes de la prueba de la bomba Ivy Mike (10,4 megatones ) en la isla Elugelab , existía la preocupación de que los aerosoles levantados por la explosión pudieran enfriar la Tierra. El mayor Norair Lulejian, USAF , y el astrónomo Natarajan Visvanathan estudiaron esta posibilidad, informando sus hallazgos en Efectos de las superemas sobre el clima del mundo , cuya distribución estaba estrictamente controlada. Este informe se describe en un informe de 2013 de la Agencia de Reducción de Amenazas de Defensa como el estudio inicial del concepto de "invierno nuclear". No indicó ninguna posibilidad apreciable de cambio climático inducido por explosiones. [68]
Las implicaciones para la defensa civil de numerosas explosiones en la superficie de explosiones de bombas de hidrógeno de alto rendimiento en islas del Pacific Proving Ground , como las de Ivy Mike en 1952 y Castle Bravo (15 Mt) en 1954, se describieron en un informe de 1957 sobre Los efectos de las armas nucleares . editado por Samuel Glasstone . Una sección de ese libro titulada "Las bombas nucleares y el clima" dice: "Se sabe que el polvo que se levanta en erupciones volcánicas severas , como la de Krakatoa en 1883, causa una reducción notable en la luz solar que llega a la tierra ... de los escombros [del suelo u otra superficie] que quedan en la atmósfera después de la explosión, incluso de las armas nucleares más grandes, probablemente no sea más del uno por ciento de los producidos por la erupción del Krakatoa. Además, los registros de radiación solar revelan que ninguno de los explosiones hasta la fecha ha dado lugar a cualquier cambio detectable en la luz solar directa registrada en el suelo ". [69] La Oficina Meteorológica de EE. UU. En 1956 consideró concebible que una guerra nuclear lo suficientemente grande con detonaciones en la superficie del rango de megatones pudiera levantar suficiente suelo para causar una nueva edad de hielo . [70]
En el memorando de 1966 de la corporación RAND The Effects of Nuclear War on the Weather and Climate por ES Batten, mientras analiza principalmente los efectos potenciales del polvo de las explosiones en la superficie, [71] señala que "además de los efectos de los escombros, los incendios extensos provocados por las detonaciones nucleares podrían cambiar las características de la superficie del área y modificar los patrones climáticos locales ... sin embargo, es necesario un conocimiento más profundo de la atmósfera para determinar su naturaleza, extensión y magnitud exactas ". [72]
En el libro Long-Term Worldwide Effects of Multiple Nuclear-Weapons Detonations del Consejo Nacional de Investigación de los Estados Unidos (NRC) publicado en 1975, se afirma que una guerra nuclear que involucre 4.000 toneladas de los arsenales actuales probablemente depositaría mucho menos polvo en la estratosfera que el Krakatoa. erupción, juzgando que el efecto del polvo y óxidos de nitrógeno probablemente sería un ligero enfriamiento climático que "probablemente estaría dentro de la variabilidad climática global normal, pero no se puede descartar la posibilidad de cambios climáticos de naturaleza más dramática". [62] [73] [74]
En el informe de 1985, The Effects on the Atmosphere of a Major Nuclear Exchange , el Comité sobre los Efectos Atmosféricos de las Explosiones Nucleares sostiene que una estimación "plausible" de la cantidad de polvo estratosférico inyectado después de una explosión en la superficie de 1 Mt es de 0,3 teragramos, de los cuales el 8 por ciento estaría en el rango de micrómetros . [75] El enfriamiento potencial del polvo del suelo se analizó nuevamente en 1992, en un informe de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos (NAS) [76] sobre geoingeniería , que estimó que alrededor de 10 10 kg (10 teragramos) de polvo del suelo inyectado estratosférico con Se necesitarían dimensiones de grano de partículas de 0,1 a 1 micrómetro para mitigar el calentamiento de una duplicación del dióxido de carbono atmosférico, es decir, para producir ~ 2 ° C de enfriamiento. [77]
En 1969, Paul Crutzen descubrió que los óxidos de nitrógeno (NOx) podrían ser un catalizador eficaz para la destrucción de la capa de ozono / ozono estratosférico . Tras estudios sobre los efectos potenciales de los NOx generados por el calor del motor en la estratosfera que volaban aviones de Transporte Supersónico (SST) en la década de 1970, en 1974, John Hampson sugirió en la revista Nature que debido a la creación de NOx atmosférico por bolas de fuego nucleares , un El intercambio nuclear a gran escala podría resultar en el agotamiento del escudo de ozono, posiblemente sometiendo a la tierra a radiación ultravioleta durante un año o más. [73] [78] En 1975, la hipótesis de Hampson "llevó directamente" [10] a que el Consejo Nacional de Investigación de los Estados Unidos (NRC) informara sobre los modelos de agotamiento del ozono después de una guerra nuclear en el libro Long-Term Worldwide Effects of Multiple Nuclear- Detonaciones de armas . [73]
En la sección de este libro de la NRC de 1975 relacionada con el tema de la bola de fuego generada por NOx y la pérdida de la capa de ozono, la NRC presenta los cálculos del modelo de principios a mediados de la década de 1970 sobre los efectos de una guerra nuclear con el uso de un gran número de -megatones produjeron detonaciones, que arrojaron conclusiones de que esto podría reducir los niveles de ozono en un 50 por ciento o más en el hemisferio norte. [79] [62]
Sin embargo, independientemente de los modelos informáticos presentados en los trabajos de la NRC de 1975, un artículo de 1973 en la revista Nature describe los niveles de ozono estratosférico en todo el mundo superpuestos al número de detonaciones nucleares durante la era de las pruebas atmosféricas. Los autores concluyen que ni los datos ni sus modelos muestran ninguna correlación entre los 500 Mt aproximados en las pruebas atmosféricas históricas y un aumento o disminución de la concentración de ozono. [80] En 1976, un estudio sobre las mediciones experimentales de una prueba nuclear atmosférica anterior que afectó a la capa de ozono también encontró que las detonaciones nucleares están exoneradas del agotamiento del ozono, después de los primeros cálculos de modelos alarmantes de la época. [81] De manera similar, un artículo de 1981 encontró que los modelos de destrucción de ozono de una prueba y las medidas físicas tomadas estaban en desacuerdo, ya que no se observó destrucción. [82]
En total, alrededor de 500 Mt fueron detonadas atmosféricamente entre 1945 y 1971, [83] alcanzando su punto máximo en 1961-62, cuando Estados Unidos y la Unión Soviética detonaron 340 Mt en la atmósfera. [84] Durante este pico, con las detonaciones de rango de varios megatones de la serie de pruebas nucleares de dos naciones, en un examen exclusivo, se liberó un rendimiento total estimado en 300 Mt de energía. Debido a esto, se cree que 3 × 10 34 moléculas adicionales de óxido nítrico (alrededor de 5,000 toneladas por Mt, 5 × 10 9 gramos por megatón) [80] [85] se cree que ingresaron a la estratosfera, y mientras que el agotamiento del ozono del 2.2 por ciento fue observado en 1963, la disminución había comenzado antes de 1961 y se cree que fue causada por otros efectos meteorológicos . [80]
En 1982, el periodista Jonathan Schell, en su popular e influyente libro The Fate of the Earth , presentó al público la creencia de que la bola de fuego generada por NOx destruiría la capa de ozono hasta tal punto que los cultivos fallarían por la radiación solar UV y luego pintó de manera similar el destino. de la Tierra, a medida que se extinguen las plantas y la vida acuática. En el mismo año, 1982, el físico australiano Brian Martin , quien frecuentemente mantenía correspondencia con John Hampson, quien había sido el gran responsable de gran parte del examen de la generación de NOx, [10] escribió una breve sinopsis histórica sobre la historia del interés en los efectos de la NOx directo generado por bolas de fuego nucleares, y al hacerlo, también describió otros puntos de vista no convencionales de Hampson, particularmente aquellos relacionados con una mayor destrucción de ozono por detonaciones en la atmósfera superior como resultado de cualquier misil antibalístico ampliamente utilizado ( ABM-1 Galosh ) sistema. [86] Sin embargo, Martin finalmente concluye que es "poco probable que en el contexto de una guerra nuclear importante" la degradación del ozono sea motivo de grave preocupación. Martin describe las opiniones sobre la posible pérdida de ozono y, por lo tanto, el aumento de la luz ultravioleta que conduce a la destrucción generalizada de cultivos, como lo defiende Jonathan Schell en The Fate of the Earth , como altamente improbables. [62]
Los informes más recientes sobre el potencial específico de destrucción de la capa de ozono de las especies de NOx son mucho menores de lo que se suponía anteriormente a partir de cálculos simplistas, ya que se cree que cada año se forman "alrededor de 1,2 millones de toneladas" de NOx estratosférico generado de forma natural y antropogénica cada año, según Robert P. Parson en la década de 1990. [87]
Ciencia ficción
La primera sugerencia publicada de que el enfriamiento del clima podría ser un efecto de una guerra nuclear, parece haber sido presentada originalmente por Poul Anderson y FN Waldrop en su historia de posguerra "Los niños del mañana", en la edición de marzo de 1947 del Astounding Revista de ciencia ficción . La historia, principalmente sobre un equipo de científicos que cazan mutantes , [88] advierte de un " Fimbulwinter " causado por el polvo que bloqueó la luz solar después de una guerra nuclear reciente y especuló que incluso podría desencadenar una nueva Edad de Hielo. [89] [90] Anderson publicó una novela basada en parte en esta historia en 1961, titulándola Twilight World . [90] De manera similar, en 1985 TG Parsons señaló que la historia "Torch" de C. Anvil, que también apareció en la revista Astounding Science Fiction , pero en la edición de abril de 1957, contiene la esencia de "Twilight at Noon" / hipótesis del "invierno nuclear". En la historia, una ojiva nuclear enciende un campo petrolífero y el hollín producido "filtra parte de la radiación del sol", lo que resulta en temperaturas árticas para gran parte de la población de América del Norte y la Unión Soviética. [11]
Los ochenta
La publicación del Laboratorio de Geofísica de la Fuerza Aérea de 1988, Una evaluación de los efectos atmosféricos globales de una guerra nuclear importante por HS Muench, et al., Contiene una cronología y revisión de los principales informes sobre la hipótesis del invierno nuclear de 1983-1986. En general, estos informes llegan a conclusiones similares, ya que se basan en "los mismos supuestos, los mismos datos básicos", con solo pequeñas diferencias en el código modelo. Se saltan los pasos de modelado de evaluar la posibilidad de incendio y las columnas de fuego iniciales y en su lugar comienzan el proceso de modelado con una "nube de hollín espacialmente uniforme" que ha encontrado su camino hacia la atmósfera. [11]
Aunque nunca fue reconocido abiertamente por el equipo multidisciplinario que creó el modelo TTAPS más popular de la década de 1980, en 2011 el Instituto Estadounidense de Física afirma que el equipo TTAPS (llamado así por sus participantes, que habían trabajado previamente en el fenómeno de las tormentas de polvo en Marte) , o en el área de eventos de impacto de asteroides : Richard P. Turco , Owen Toon , Thomas P. Ackerman, James B. Pollack y Carl Sagan ) el anuncio de sus resultados en 1983 "fue con el objetivo explícito de promover el control internacional de armas". [91] Sin embargo, "los modelos de computadora estaban tan simplificados, y los datos sobre el humo y otros aerosoles eran aún tan pobres, que los científicos no podían decir nada con certeza". [91]
En 1981, William J. Moran comenzó discusiones e investigaciones en el Consejo Nacional de Investigación (NRC) sobre los efectos del suelo / polvo en el aire de un gran intercambio de ojivas nucleares, habiendo visto un posible paralelo en los efectos del polvo de una guerra con la del El límite KT creado por el asteroide y su popular análisis un año antes por Luis Álvarez en 1980. [92] Un panel de estudio de la NRC sobre el tema se reunió en diciembre de 1981 y abril de 1982 en preparación para el lanzamiento de Los efectos en la atmósfera de una NRC. Major Nuclear Exchange , publicado en 1985. [73]
Como parte de un estudio sobre la creación de especies oxidantes como el NOx y el ozono en la troposfera después de una guerra nuclear, [9] lanzado en 1980 por AMBIO , una revista de la Real Academia Sueca de Ciencias , Paul J. Crutzen y John Birks comenzó a preparar la publicación de 1982 de un cálculo sobre los efectos de la guerra nuclear en el ozono estratosférico, utilizando los últimos modelos de la época. Sin embargo, encontraron que en parte como resultado de la tendencia hacia ojivas nucleares de rango inferior a megatones más numerosas pero menos energéticas (hecho posible por la marcha incesante para aumentar la precisión de la ojiva ICBM / error circular probable ), el peligro de la capa de ozono era " no muy significativo ". [10]
Fue después de ser confrontados con estos resultados que se "toparon por casualidad" con la idea, como "una ocurrencia tardía" [9] de detonaciones nucleares que encendían incendios masivos en todas partes y, lo que es más importante, el humo de estos incendios convencionales luego pasa a absorber la luz solar, causando las temperaturas de la superficie caigan en picado. [10] A principios de 1982, los dos hicieron circular un borrador de documento con las primeras sugerencias de alteraciones en el clima a corto plazo por los incendios que se presume ocurrirían después de una guerra nuclear. [73] Más adelante en el mismo año, el número especial de Ambio dedicado a las posibles consecuencias ambientales de la guerra nuclear por Crutzen y Birks se tituló "Crepúsculo al mediodía", y anticipó en gran medida la hipótesis del invierno nuclear. [93] El documento analizó los incendios y su efecto climático y discutió las partículas de los grandes incendios, el óxido de nitrógeno, el agotamiento del ozono y el efecto del crepúsculo nuclear en la agricultura. Los cálculos de Crutzen y Birks sugirieron que las partículas de humo inyectadas a la atmósfera por incendios en ciudades, bosques y reservas de petróleo podrían evitar que hasta el 99 por ciento de la luz solar llegue a la superficie de la Tierra. Esta oscuridad, dijeron, podría existir "mientras los incendios ardieran", que se suponía que serían muchas semanas, con efectos como: "La dinámica normal y la estructura de temperatura de la atmósfera ... cambiaría considerablemente en una gran fracción del hemisferio norte, lo que probablemente conducirá a cambios importantes en las temperaturas de la superficie terrestre y los sistemas de viento ". [93] Una implicación de su trabajo fue que una huelga de decapitación nuclear exitosa podría tener graves consecuencias climáticas para el perpetrador.
Después de leer un artículo de NP Bochkov y EI Chazov , [94] publicado en la misma edición de Ambio que llevaba el artículo de Crutzen y Birks "Crepúsculo al mediodía", el científico atmosférico soviético Georgy Golitsyn aplicó su investigación sobre las tormentas de polvo de Marte al hollín en la Tierra. atmósfera. El uso de estos influyentes modelos de tormentas de polvo marcianas en la investigación nuclear de invierno comenzó en 1971, [95] cuando la nave espacial soviética Mars 2 llegó al planeta rojo y observó una nube de polvo global. Los instrumentos en órbita junto con el módulo de aterrizaje Mars 3 de 1971 determinaron que las temperaturas en la superficie del planeta rojo eran considerablemente más frías que las temperaturas en la parte superior de la nube de polvo. Después de estas observaciones, Golitsyn recibió dos telegramas del astrónomo Carl Sagan , en los que Sagan le pidió a Golitsyn que "explorara la comprensión y evaluación de este fenómeno". Golitsyn relata que fue en esta época cuando "propuso una teoría [ ¿cuál? ] Para explicar cómo se puede formar el polvo marciano y cómo puede alcanzar proporciones globales". [95]
En el mismo año, Alexander Ginzburg, [96] un empleado del instituto de Golitsyn, desarrolló un modelo de tormentas de polvo para describir el fenómeno de enfriamiento en Marte. Golitsyn sintió que su modelo sería aplicable al hollín después de leer una revista sueca de 1982 dedicada a los efectos de una hipotética guerra nuclear entre la URSS y los Estados Unidos. [95] Golitsyn usaría el modelo de nube de polvo en gran parte sin modificar de Ginzburg asumiendo el hollín como el aerosol en el modelo en lugar del polvo del suelo y de manera idéntica a los resultados obtenidos, al calcular el enfriamiento de la nube de polvo en la atmósfera marciana, la nube alta por encima del planeta se calentaría mientras que el planeta de abajo se enfriaría drásticamente. Golitsyn presentó su intención de publicar este modelo análogo a la Tierra derivado de Marte al Comité de Científicos Soviéticos en Defensa de la Paz contra la Amenaza Nuclear instigado por Andropov en mayo de 1983, una organización de la que Golitsyn más tarde sería nombrado vicepresidente. El establecimiento de este comité se realizó con la aprobación expresa del liderazgo soviético con la intención de "expandir los contactos controlados con activistas occidentales de " congelación nuclear " ". [97] Habiendo obtenido la aprobación de este comité, en septiembre de 1983, Golitsyn publicó el primer modelo informático sobre el incipiente efecto del "invierno nuclear" en el ampliamente leído Herald de la Academia de Ciencias de Rusia . [98]
El 31 de octubre de 1982, el modelo y los resultados de Golitsyn y Ginsburg se presentaron en la conferencia sobre "El mundo después de la guerra nuclear", celebrada en Washington, DC [96]
Tanto Golitsyn [99] como Sagan [100] habían estado interesados en el enfriamiento de las tormentas de polvo en el planeta Marte en los años anteriores a su enfoque en el "invierno nuclear". Sagan también había trabajado en el Proyecto A119 en las décadas de 1950 y 1960, en el que intentó modelar el movimiento y la longevidad de una columna de suelo lunar.
Después de la publicación de "Crepúsculo al mediodía" en 1982, [101] el equipo de TTAPS ha dicho que comenzaron el proceso de hacer un estudio de modelado computacional unidimensional de las consecuencias atmosféricas de la guerra nuclear / hollín en la estratosfera, aunque lo harían no publicar un artículo en la revista Science hasta finales de diciembre de 1983. [102] La frase "invierno nuclear" había sido acuñada por Turco justo antes de su publicación. [103] En este primer documento, TTAPS utilizó estimaciones basadas en supuestos sobre las emisiones totales de humo y polvo que resultarían de un intercambio nuclear importante, y con eso, comenzó a analizar los efectos posteriores en el equilibrio de la radiación atmosférica y la estructura de la temperatura como resultado. de esta cantidad de humo asumido. Para calcular los efectos del polvo y el humo, emplearon un modelo unidimensional de microfísica / transferencia radiativa de la atmósfera inferior de la Tierra (hasta la mesopausia), que definió solo las características verticales de la perturbación climática global.
Sin embargo, el interés en los efectos ambientales de la guerra nuclear había continuado en la Unión Soviética después del artículo de septiembre de Golitsyn, y Vladimir Alexandrov y GI Stenchikov también publicaron un artículo en diciembre de 1983 sobre las consecuencias climáticas, aunque en contraste con el artículo contemporáneo de TTAPS, este El artículo se basó en simulaciones con un modelo de circulación global tridimensional. [54] (Dos años después, Alexandrov desapareció en circunstancias misteriosas). Richard Turco y Starley L. Thompson fueron críticos con la investigación soviética. Turco lo llamó "primitivo" y Thompson dijo que usaba modelos de computadora estadounidenses obsoletos. [101] Más tarde debían rescindir estas críticas y, en cambio, aplaudieron el trabajo pionero de Alexandrov, diciendo que el modelo soviético compartía las debilidades de todos los demás. [11]
En 1984, la Organización Meteorológica Mundial (OMM) encargó a Golitsyn y NA Phillips que revisaran el estado de la ciencia. Descubrieron que los estudios generalmente asumían un escenario en el que se usaría la mitad de las armas nucleares del mundo, ~ 5000 Mt, destruyendo aproximadamente 1000 ciudades y creando grandes cantidades de humo carbonoso - 1–2 × 10 14 g siendo lo más probable, con un rango de 0,2–6,4 × 10 14 g (NAS; TTAPS asumido2,25 × 10 14 ). El humo resultante sería en gran parte opaco a la radiación solar pero transparente al infrarrojo, enfriando así la Tierra al bloquear la luz solar, pero sin generar calentamiento al intensificar el efecto invernadero. La profundidad óptica del humo puede ser mucho mayor que la unidad. Los incendios forestales resultantes de objetivos no urbanos podrían aumentar aún más la producción de aerosoles. También contribuye el polvo de explosiones cercanas a la superficie contra objetivos endurecidos; cada explosión equivalente a un megatón podría liberar hasta cinco millones de toneladas de polvo, pero la mayoría caería rápidamente; El polvo de gran altitud se estima en 0,1 a 1 millón de toneladas por megatón equivalente de explosión. La quema de petróleo crudo también podría contribuir sustancialmente. [104]
Los modelos 1-D radiativo-convectivos utilizados en estos [ ¿cuáles? ] los estudios produjeron una variedad de resultados, con enfriamientos de hasta 15-42 ° C entre 14 y 35 días después de la guerra, con una "línea de base" de aproximadamente 20 ° C. Cálculos algo más sofisticados que utilizaron GCM tridimensionales produjeron resultados similares: caídas de temperatura de unos 20 ° C, aunque con variaciones regionales. [105]
Todos [ ¿cuál? ] los cálculos muestran un gran calentamiento (hasta 80 ° C) en la parte superior de la capa de humo a unos 10 km (6,2 millas); esto implica una modificación sustancial de la circulación allí y la posibilidad de advección de la nube hacia latitudes bajas y el hemisferio sur.
1990
En un artículo de 1990 titulado "Clima y humo: una evaluación del invierno nuclear", TTAPS dio una descripción más detallada de los efectos atmosféricos a corto y largo plazo de una guerra nuclear utilizando un modelo tridimensional: [12]
Primero uno a tres meses:
- Entre el 10% y el 25% del hollín inyectado se elimina inmediatamente mediante la precipitación, mientras que el resto se transporta por todo el mundo en una o dos semanas.
- Cifras de ALCANCE para la inyección de humo de julio:
- Caída de 22 ° C en latitudes medias
- Descenso de 10 ° C en climas húmedos
- 75% de disminución de las precipitaciones en latitudes medias
- Reducción del nivel de luz del 0% en latitudes bajas al 90% en áreas de alta inyección de humo
- Cifras de ALCANCE para la inyección de humo en invierno:
- La temperatura desciende entre 3 y 4 ° C
Después de uno a tres años:
- Entre el 25 y el 40% del humo inyectado se estabiliza en la atmósfera (NCAR). El humo se estabilizó durante aproximadamente un año.
- Temperaturas de la tierra de varios grados por debajo de lo normal
- Temperatura de la superficie del océano entre 2 y 6 ° C
- El agotamiento de la capa de ozono del 50% conduce a un aumento del 200% de la radiación ultravioleta incidente en la superficie.
Pozos de Kuwait en la primera Guerra del Golfo
Uno de los principales resultados del artículo de TTAPS de 1990 fue la repetición del modelo de 1983 del equipo de que 100 incendios de refinerías de petróleo serían suficientes para provocar un invierno nuclear a pequeña escala, pero aún globalmente perjudicial. [108]
Tras la invasión iraquí de Kuwait y las amenazas iraquíes de incendiar los aproximadamente 800 pozos de petróleo del país, la especulación sobre el efecto climático acumulativo de esto, presentada en la Conferencia Mundial sobre el Clima en Ginebra en noviembre de 1990, varió desde un escenario de tipo invernal nuclear hasta ácido pesado. lluvia e incluso calentamiento global inmediato a corto plazo. [109]
En artículos impresos en los periódicos Wilmington Morning Star y Baltimore Sun en enero de 1991, los autores prominentes de los artículos sobre el invierno nuclear (Richard P. Turco, John W. Birks, Carl Sagan, Alan Robock y Paul Crutzen) declararon colectivamente que esperaban una catástrofe nuclear. efectos de invierno con efectos de tamaño continental de temperaturas bajo cero como resultado de que los iraquíes siguieron adelante con sus amenazas de incendiar entre 300 y 500 pozos de petróleo presurizados que posteriormente podrían arder durante varios meses. [109] [110] [111]
Según las amenazas, los pozos fueron incendiados por los iraquíes en retirada en marzo de 1991, y los aproximadamente 600 pozos de petróleo en llamas no se extinguieron por completo hasta el 6 de noviembre de 1991, ocho meses después del final de la guerra, [112] y consumieron un estimado de seis millones de barriles de petróleo por día en su máxima intensidad.
Cuando la Operación Tormenta del Desierto comenzó en enero de 1991, coincidiendo con los primeros incendios de petróleo que se encendieron, el Dr. S. Fred Singer y Carl Sagan discutieron los posibles efectos ambientales de los incendios de petróleo de Kuwait en el programa Nightline de ABC News . Sagan nuevamente argumentó que algunos de los efectos del humo podrían ser similares a los efectos de un invierno nuclear, con humo elevándose hacia la estratosfera, comenzando alrededor de 48,000 pies (15,000 m) sobre el nivel del mar en Kuwait, lo que resulta en efectos globales. También argumentó que creía que los efectos netos serían muy similares a la explosión del volcán Tambora en Indonesia en 1815, que resultó en que el año 1816 fuera conocido como el " Año sin verano ".
Sagan enumeró los resultados del modelado que pronostican efectos que se extienden al sur de Asia y quizás también al hemisferio norte. Sagan enfatizó que este resultado era tan probable que "debería afectar los planes de guerra". [113] Singer, por otro lado, anticipó que el humo alcanzaría una altitud de aproximadamente 3000 pies (910 m) y luego llovería después de unos tres a cinco días, limitando así la vida útil del humo. Ambas estimaciones de altura hechas por Singer y Sagan resultaron ser incorrectas, aunque la narrativa de Singer se acercó más a lo que sucedió, y los efectos atmosféricos comparativamente mínimos permanecieron limitados a la región del Golfo Pérsico, con columnas de humo, en general, [106] elevándose a alrededor de 10,000 pies (3,000 m) y algunos tan altos como 20,000 pies (6,100 m). [114] [115]
Sagan y sus colegas esperaban que el humo de hollín se "esponjara" cuando absorbiera la radiación de calor del sol, con poca o ninguna eliminación, por lo que las partículas negras de hollín serían calentadas por el sol y elevadas / elevadas más alto. y más alto en el aire, inyectando así el hollín en la estratosfera, una posición en la que argumentaron que tomaría años para que el efecto de bloqueo del sol de este aerosol de hollín cayera del aire, y con eso, un enfriamiento catastrófico a nivel del suelo y efectos agrícolas en Asia y posiblemente en el hemisferio norte en su conjunto. [116] En un seguimiento de 1992, Peter Hobbs y otros no habían observado evidencia apreciable del efecto de "auto-lofting" masivo predicho por el equipo de invierno nuclear y las nubes de humo de petróleo y fuego contenían menos hollín de lo que el equipo de modelado de invierno nuclear había supuesto. . [117]
Peter Hobbs , científico atmosférico encargado de estudiar el efecto atmosférico de los incendios kuwaitíes por la Fundación Nacional de Ciencias , Peter Hobbs , declaró que el impacto modesto de los incendios sugería que "algunos números [utilizados para apoyar la hipótesis del invierno nuclear] ... probablemente eran un poco marchito." [118]
Hobbs descubrió que en el pico de los incendios, el humo absorbía del 75 al 80% de la radiación solar. Las partículas se elevaron a un máximo de 20.000 pies (6.100 m), y cuando se combinaron con la eliminación de las nubes, el humo tuvo un tiempo de residencia corto de un máximo de unos pocos días en la atmósfera. [119] [120]
Por lo tanto, las afirmaciones anteriores a la guerra de efectos ambientales globales a gran escala, duraderos e importantes no fueron confirmadas, y los medios de comunicación y los especuladores encontraron que eran significativamente exageradas, [121] con modelos climáticos de aquellos que no apoyan la hipótesis del invierno nuclear en el momento de los incendios predice solo efectos más localizados, como una caída de la temperatura durante el día de ~ 10 ° C dentro de los 200 km de la fuente. [122]
Sagan admitió más tarde en su libro The Demon-Haunted World que sus predicciones obviamente no resultaron ser correctas: " estaba completamente oscuro al mediodía y las temperaturas bajaron de 4 a 6 ° C sobre el Golfo Pérsico, pero no mucho humo alcanzó altitudes estratosféricas y Asia se salvó ". [123]
La idea de que el humo de los pozos de petróleo y de las reservas de petróleo se precipite hacia la estratosfera y sirva como principal contribuyente al hollín de un invierno nuclear fue una idea central de los primeros artículos de climatología sobre la hipótesis; se los consideró más contribuyentes que el humo de las ciudades, ya que el humo del petróleo tiene una proporción más alta de hollín negro, por lo que absorbe más luz solar. [93] [102] Hobbs comparó el "factor de emisión" supuesto de los documentos o la eficiencia de generación de hollín de los depósitos de petróleo encendidos y encontró, al compararlos con los valores medidos de los depósitos de petróleo en Kuwait, que eran los mayores productores de hollín, las emisiones de hollín asumidas en el invierno nuclear los cálculos seguían siendo "demasiado elevados". [120] Siguiendo los resultados de que los incendios petroleros de Kuwait no estaban de acuerdo con los científicos promotores del invierno nuclear, los artículos sobre el invierno nuclear de la década de 1990 generalmente intentaron distanciarse de sugerir que los pozos de petróleo y el humo de reserva llegarían a la estratosfera.
En 2007, un estudio de invierno nuclear señaló que se han aplicado modelos informáticos modernos a los incendios de petróleo de Kuwait, y encontró que las columnas de humo individuales no pueden lanzar humo hacia la estratosfera, pero que el humo de los incendios que cubren un área grande [ cuantificar ] como algunos Los incendios forestales pueden elevar el humo [ cuantificar ] a la estratosfera, y la evidencia reciente sugiere que esto ocurre con mucha más frecuencia de lo que se pensaba anteriormente. [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] El estudio también sugirió que la quema de ciudades comparativamente más pequeñas, que se esperaría después de un ataque nuclear, también elevaría cantidades significativas de humo en la estratosfera:
Stenchikov y col. [2006b] [131] realizó simulaciones detalladas de columnas de humo de alta resolución con el modelo climático regional RAMS [por ejemplo, Miguez-Macho, et al., 2005] [132] y mostró que las columnas individuales, como las del petróleo de Kuwait incendios en 1991, no se esperaría que se elevaran hacia la atmósfera superior o la estratosfera, porque se diluyeron. Sin embargo, penachos mucho más grandes, como los que generarían los incendios de la ciudad, producen un gran movimiento de masa sin diluir que da como resultado la formación de humo. Los resultados del nuevo modelo de simulación de remolinos grandes a una resolución mucho más alta también dan un lofting similar a nuestros resultados, y ninguna respuesta a pequeña escala que inhibiría el lofting [Jensen, 2006]. [133]
Sin embargo, la simulación anterior contenía notablemente la suposición de que no se produciría ninguna deposición seca o húmeda. [134]
Modelado reciente
Entre 1990 y 2003, los comentaristas señalaron que no se publicaron artículos revisados por pares sobre el "invierno nuclear". [108]
Con base en un nuevo trabajo publicado en 2007 y 2008 por algunos de los autores de los estudios originales, se han presentado varias hipótesis nuevas, principalmente la evaluación de que tan solo 100 tormentas de fuego resultarían en un invierno nuclear. [19] [135] Sin embargo, lejos de que la hipótesis sea "nueva", llegó a la misma conclusión que los modelos anteriores de la década de 1980, que de manera similar consideraban como una amenaza unas 100 tormentas de fuego en la ciudad. [136] [137]
En comparación con el cambio climático durante el último milenio, incluso el cambio más pequeño modelado hundiría al planeta en temperaturas más frías que la Pequeña Edad de Hielo (el período de la historia entre aproximadamente 1600 y 1850 d.C.). Esto entraría en vigor instantáneamente y la agricultura se vería gravemente amenazada. Cantidades mayores de humo producirían cambios climáticos mayores, lo que haría imposible la agricultura durante años. En ambos casos, las nuevas simulaciones de modelos climáticos muestran que los efectos durarían más de una década. [138]
Estudio de 2007 sobre la guerra nuclear global
Un estudio publicado en el Journal of Geophysical Research en julio de 2007, [139] titulado "Invierno nuclear revisitado con un modelo climático moderno y arsenales nucleares actuales: consecuencias aún catastróficas", [140] utilizó modelos climáticos actuales para observar las consecuencias de un guerra nuclear global que involucra a la mayoría o la totalidad de los arsenales nucleares actuales del mundo (que los autores consideraron similar al tamaño de los arsenales mundiales veinte años antes). Los autores utilizaron un modelo de circulación global, ModelE del Instituto Goddard de Estudios Espaciales de la NASA , que señalaron que "se ha probado ampliamente en experimentos de calentamiento global y para examinar los efectos de las erupciones volcánicas en el clima". El modelo se utilizó para investigar los efectos de una guerra que involucró a todo el arsenal nuclear global actual, proyectada para liberar alrededor de 150 Tg de humo a la atmósfera, así como una guerra que involucró alrededor de un tercio del arsenal nuclear actual, proyectada para liberar alrededor de 50 Tg de humo. En el caso de 150 Tg encontraron que:
Un enfriamiento de la superficie promedio global de -7 ° C a -8 ° C persiste durante años, y después de una década el enfriamiento sigue siendo de -4 ° C (Fig. 2). Teniendo en cuenta que el enfriamiento promedio global a la profundidad de la última edad de hielo hace 18,000 años fue de aproximadamente -5 ° C, este sería un cambio climático sin precedentes en velocidad y amplitud en la historia de la raza humana. Los cambios de temperatura son mayores en la tierra ... Se produce un enfriamiento de más de -20 ° C en grandes áreas de América del Norte y de más de -30 ° C en gran parte de Eurasia, incluidas todas las regiones agrícolas.
Además, encontraron que este enfriamiento provocó un debilitamiento del ciclo hidrológico global, reduciendo la precipitación global en aproximadamente un 45%. En cuanto al caso de 50 Tg que involucra un tercio de los arsenales nucleares actuales, dijeron que la simulación "produjo respuestas climáticas muy similares a las del caso de 150 Tg, pero con aproximadamente la mitad de la amplitud", pero que "la escala de tiempo de respuesta es sobre lo mismo." No discutieron en profundidad las implicaciones para la agricultura, pero señalaron que un estudio de 1986 que asumió que no se produciría alimentos durante un año proyectó que "la mayoría de las personas en el planeta se quedarían sin alimentos y morirían de hambre para entonces" y comentó que sus propios resultados muestran que, "este período sin producción de alimentos debe extenderse por muchos años, haciendo que los impactos del invierno nuclear sean aún peores de lo que se pensaba".
2014
En 2014, Michael J. Mills (en el Centro Nacional de Investigación Atmosférica de EE. UU. , NCAR), et al., Publicaron "Enfriamiento global de varias décadas y pérdida de ozono sin precedentes después de un conflicto nuclear regional" en la revista Earth's Future . [141] Los autores utilizaron modelos computacionales desarrollados por NCAR para simular los efectos climáticos de una nube de hollín que, según sugieren, sería el resultado de una guerra nuclear regional en la que 100 armas "pequeñas" (15 Kt) son detonadas sobre ciudades. El modelo tuvo resultados, debido a la interacción de la nube de hollín:
Las pérdidas globales de ozono del 20 al 50% en áreas pobladas, niveles sin precedentes en la historia de la humanidad, acompañarían a las temperaturas superficiales promedio más frías de los últimos 1000 años. Calculamos las mejoras de verano en los índices UV de 30 a 80% en las latitudes medias, lo que sugiere un daño generalizado a la salud humana, la agricultura y los ecosistemas terrestres y acuáticos. Eliminar las heladas reduciría las temporadas de cultivo entre 10 y 40 días al año durante 5 años. Las temperaturas de la superficie se reducirían durante más de 25 años, debido a la inercia térmica y los efectos del albedo en el océano y la expansión del hielo marino. El enfriamiento combinado y los rayos ultravioleta mejorados ejercerían una presión significativa sobre el suministro mundial de alimentos y podrían desencadenar una hambruna nuclear mundial.
2018
Investigadores del Laboratorio Nacional de Los Alamos publicaron los resultados de un estudio a múltiples escalas del impacto climático de un intercambio nuclear regional, el mismo escenario considerado por Robock et al. y por Toon et al. en 2007. A diferencia de estudios anteriores, este estudio simuló los procesos mediante los cuales el carbono negro se elevaría a la atmósfera y encontró que muy poco se elevaría a la estratosfera y, como resultado, los impactos climáticos a largo plazo fueron mucho más bajos que esos estudios. había concluido. En particular, "ninguna de las simulaciones produjo un efecto de invierno nuclear" y "la probabilidad de un enfriamiento global significativo a partir de un escenario de intercambio limitado como se previó en estudios anteriores es muy poco probable". [142]
La investigación publicada en la revista revisada por pares Safety sugirió que ninguna nación debería poseer más de 100 ojivas nucleares debido al efecto de retroceso en la propia población de la nación agresora debido al "otoño nuclear". [143] [144]
2019
2019 vio la publicación de dos estudios sobre el invierno nuclear que se basan en modelos anteriores y describen nuevos escenarios de invierno nuclear a partir de intercambios más pequeños de armas nucleares que los que se han simulado anteriormente.
Como en el estudio de 2007 de Robock et. al , [145] un estudio de 2019 de Coupe et. al modela un escenario en el que se liberan 150 Tg de carbono negro a la atmósfera luego de un intercambio de armas nucleares entre Estados Unidos en Rusia, donde ambos países utilizan todos los tratados de armas nucleares que les permiten. [146] Esta cantidad de carbono negro excede con creces la que ha sido emitida a la atmósfera por todas las erupciones volcánicas en los últimos 1200 años, pero es menor que el impacto de un asteroide que causó un evento de extinción masiva hace 66 millones de años. [146] Coupe et. al utilizaron la " versión 4 del modelo climático de la comunidad de atmósfera completa " (WACCM4), que tiene una resolución más alta y es más eficaz para simular aerosoles y química estratosférica que la simulación ModelE utilizada por Rocock et. al . [146]
El modelo WACCM4 simula que las moléculas de carbono negro aumentan hasta diez veces su tamaño normal cuando alcanzan la estratosfera. ModelE no tuvo en cuenta este efecto. Esta diferencia en el tamaño de las partículas de carbón negro da como resultado una mayor profundidad óptica en el modelo WACCM4 en todo el mundo durante los primeros dos años después de la inyección inicial debido a una mayor absorción de la luz solar en la estratosfera. [146] Esto tendrá el efecto de aumentar las temperaturas estratosféricas en 100 K y producirá un agotamiento de la capa de ozono que es ligeramente mayor que el previsto por ModelE. [146] Otra consecuencia del mayor tamaño de partícula es la aceleración de la velocidad a la que las moléculas de carbono negro caen de la atmósfera; después de diez años desde la inyección de carbono negro a la atmósfera, WACCM4 predice que permanecerán 2 Tg, mientras que ModelE predijo 19 Tg. [146]
El modelo 2019 y el modelo 2007 predicen disminuciones significativas de la temperatura en todo el mundo; sin embargo, el aumento de la resolución y la simulación de partículas en 2019 predicen una mayor anomalía de temperatura en los primeros seis años después de la inyección, pero un retorno más rápido a las temperaturas normales. Desde unos pocos meses después de la inyección hasta el sexto año de anomalía, el WACCM4 predice temperaturas globales más frías que el ModelE, con temperaturas más de 20K por debajo de lo normal, lo que lleva a temperaturas bajo cero durante los meses de verano en gran parte del hemisferio norte, lo que lleva a una reducción del 90%. en temporadas de cultivo agrícola en las latitudes medias, incluido el medio oeste de los Estados Unidos. [146] Las simulaciones de WACCM4 también predicen una reducción del 58% en la precipitación anual global desde los niveles normales en los años tres y cuatro después de la inyección, una reducción un 10% más alta que la predicha en ModelE. [146]
Toon et. al simularon un escenario nuclear en 2025 donde India y Pakistán participan en un intercambio nuclear en el que 100 áreas urbanas en Pakistán y 150 áreas urbanas en India son atacadas con armas nucleares que van desde 15 kt a 100 kt y examinaron los efectos del carbono negro liberado en la atmósfera de detonaciones de ráfagas de aire . [147] Los investigadores modelaron los efectos atmosféricos si todas las armas fueran de 15 kt, 50 kt y 100 kt, proporcionando un rango en el que probablemente caería un intercambio nuclear dados los recientes ensayos nucleares realizados por ambas naciones. Los rangos proporcionados son grandes porque ni India ni Pakistán están obligados a proporcionar información sobre sus arsenales nucleares, por lo que su alcance sigue siendo en gran parte desconocido. [147]
Toon et. al asumir que, o bien una tormenta de fuego o conflagración se producirá después de cada detonación de las armas, y la cantidad de negro de carbono se inserta en la atmósfera a partir de los dos resultados serán equivalentes y de un grado profundo; [147] en Hiroshima en 1945, se predice que la tormenta de fuego liberó 1000 veces más energía de la que se liberó durante la explosión nuclear. [148] Un área tan grande que se quema liberaría grandes cantidades de carbono negro a la atmósfera. La cantidad liberada varía entre 16,1 Tg si todas las armas fueran de 15 kt o menos y 36,6 Tg para todas las armas de 100 kt. [147] Para el rango de armas de 15 kt y 100 kt, los investigadores modelaron reducciones de precipitación global del 15% al 30%, reducciones de temperatura entre 4 K y 8 K y disminuciones de la temperatura del océano de 1 K a 3 K. [147] Si todas las armas utilizadas fueran de 50 kt o más, la circulación de las células de Hadley se interrumpiría y provocaría una disminución del 50% en las precipitaciones en el medio oeste estadounidense. La productividad primaria neta (NPP) de los océanos disminuye del 10% al 20% para los escenarios de 15 kt y 100 kt, respectivamente, mientras que la NPP terrestre disminuye entre el 15% y el 30%; particularmente afectadas son las regiones agrícolas de latitudes medias en los Estados Unidos y Europa, que experimentan reducciones del 25-50% en la NPP. [147] Como predice otra literatura, una vez que el carbón negro se elimina de la atmósfera después de diez años, las temperaturas y la NPP volverán a la normalidad. [147]
Crítica y debate
Los cuatro fundamentos principales, en gran medida independientes, sobre los que el concepto de invierno nuclear ha recibido críticas y sobre los que sigue recibiendo críticas, se consideran: [149] en primer lugar, ¿las ciudades sufrirían una tormenta de fuego y, de ser así, cuánto hollín se generaría? En segundo lugar, la longevidad atmosférica : ¿las cantidades de hollín asumidas en los modelos permanecerían en la atmósfera durante el tiempo proyectado o se precipitarían mucho más hollín en forma de lluvia negra mucho antes? En tercer lugar, el momento de los eventos: ¿qué tan razonable es que el modelado de tormentas de fuego o guerra comience a fines de la primavera o el verano (esto se hace en casi todos los documentos de invierno nuclear de los Estados Unidos y la Unión Soviética, lo que da lugar al mayor grado posible de enfriamiento modelado)? ? Por último, la cuestión de la oscuridad o la opacidad : cuánto efecto de bloqueo de luz tendría la supuesta calidad del hollín que llega a la atmósfera. [149]
Si bien los pronósticos del modelo unidimensional TTAPS inicial de 1983, muy popularizado, fueron ampliamente divulgados y criticados en los medios, en parte porque cada modelo posterior predice mucho menos de su nivel "apocalíptico" de enfriamiento, [150] la mayoría de los modelos continúan sugiriendo que algunos deletéreos Aún así, se produciría un enfriamiento global, bajo el supuesto de que ocurriera una gran cantidad de incendios en la primavera o el verano. [108] [151] El modelo tridimensional menos primitivo de mediados de la década de 1980 de Starley L. Thompson , que contenía notablemente las mismas suposiciones generales, lo llevó a acuñar el término "otoño nuclear" para describir con mayor precisión los resultados climáticos del hollín en este modelo, en una entrevista en cámara en la que descarta los modelos "apocalípticos" anteriores. [152]
Una crítica importante de los supuestos que continúan haciendo posibles estos resultados modelo apareció en el libro de 1987 Nuclear War Survival Skills ( NWSS ), un manual de defensa civil de Cresson Kearny para el Laboratorio Nacional de Oak Ridge . [153] Según la publicación de 1988 Una evaluación de los efectos atmosféricos globales de una guerra nuclear importante , las críticas de Kearny estaban dirigidas a la cantidad excesiva de hollín que los modeladores asumieron que alcanzaría la estratosfera. Kearny citó un estudio soviético de que las ciudades modernas no arderían como tormentas de fuego, ya que la mayoría de los elementos inflamables de la ciudad quedarían enterrados bajo escombros no combustibles y que el estudio de TTAPS incluyó una sobreestimación masiva del tamaño y la extensión de los incendios forestales no urbanos que resultarían de una guerra nuclear. [11] Los autores de TTAPS respondieron que, entre otras cosas, no creían que los planificadores de objetivos volaran intencionalmente ciudades en escombros, sino que argumentaron que los incendios comenzarían en suburbios relativamente intactos cuando los sitios cercanos fueran golpeados, y admitieron parcialmente su punto de no- incendios urbanos. [11] El Dr. Richard D. Small, director de ciencias térmicas de la Pacific-Sierra Research Corporation, discrepó de manera similar con los supuestos del modelo, en particular la actualización de 1990 de TTAPS que sostiene que alrededor de 5.075 Tg de material se quemarían en un total de EE. UU. -Guerra nuclear soviética, según el análisis de Small de planos y edificios reales arrojó un máximo de 1.475 Tg de material que podría quemarse, "suponiendo que todo el material combustible disponible realmente se incendiara". [149]
Aunque Kearny opinaba que los modelos futuros más precisos "indicarían que habrá incluso reducciones menores en la temperatura", incluidos los modelos potenciales futuros que no aceptaron tan fácilmente que las tormentas de fuego ocurrirían de manera tan confiable como suponen los modeladores de invierno nuclear, en NWSS Kearny lo hizo resumir la estimación de enfriamiento comparativamente moderado de no más de unos pocos días, [153] del modelo de 1986 Nuclear Winter Reevaluado [154] [155] de Starley Thompson y Stephen Schneider . Esto se hizo en un esfuerzo por transmitir a sus lectores que, contrariamente a la opinión popular en ese momento, en la conclusión de estos dos científicos del clima, "por razones científicas, las conclusiones apocalípticas globales de la hipótesis inicial del invierno nuclear pueden ahora relegarse a un desapareciendo bajo nivel de probabilidad ". [153]
Sin embargo, un artículo de 1988 de Brian Martin en Science and Public Policy [151] afirma que, aunque Nuclear Winter Reappraised concluyó que el "invierno nuclear" entre los Estados Unidos y la Unión Soviética sería mucho menos severo de lo que se pensaba originalmente, y los autores describieron los efectos más como un "otoño nuclear": otras declaraciones de Thompson y Schneider [156] [157] muestran que "se resistieron a la interpretación de que esto significa un rechazo de los puntos básicos sobre el invierno nuclear". En el Alan Robock et al. 2007, escriben que "debido al uso del término 'otoño nuclear' por Thompson y Schneider [1986], aunque los autores dejaron en claro que las consecuencias climáticas serían grandes, en los círculos políticos se considera la teoría del invierno nuclear por algunos para haber sido exagerado y refutado [por ejemplo, Martin, 1988] ". [139] [140] En 2007, Schneider expresó su apoyo tentativo a los resultados de enfriamiento de la guerra nuclear limitada (Pakistán e India) analizados en el modelo de 2006, diciendo "El sol es mucho más fuerte en los trópicos que en las latitudes medias . Por lo tanto, una guerra mucho más limitada [allí] podría tener un efecto mucho mayor, porque estás poniendo el humo en el peor lugar posible ", y" cualquier cosa que puedas hacer para disuadir a la gente de pensar que hay alguna forma de ganar cualquier cosa con un intercambio nuclear es una buena idea ". [158]
La contribución del humo de la ignición de vegetación viva no desértica, bosques vivos, pastos, etc., cerca de muchos silos de misiles es una fuente de humo que originalmente se suponía que era muy grande en el artículo inicial "Crepúsculo al mediodía", y también que se encuentra en la popular publicación TTAPS. Sin embargo, esta suposición fue examinada por Bush y Small en 1987 y encontraron que la quema de vegetación viva sólo podría contribuir muy levemente a la "producción total de humo no urbano" estimada. [11] Con el potencial de la vegetación para sostener la quema sólo es probable si está dentro de un radio o dos de la superficie de la bola de fuego nuclear, que está a una distancia que también experimentaría vientos extremos que influirían en tales incendios. [159] Esta reducción en la estimación del peligro de humo no urbano está respaldada por la publicación preliminar preliminar Estimación de incendios forestales nucleares de 1984, [11] y por el examen de campo de 1950-60 de superficie quemada, destrozada pero nunca bosques tropicales quemados en las islas circundantes desde los puntos de disparo en las series de prueba Operation Castle [160] y Operation Redwing [161] .
Un documento del Departamento de Seguridad Nacional de los Estados Unidos , finalizado en 2010, establece que después de una detonación nuclear contra una ciudad "si los incendios pueden crecer y fusionarse, podría desarrollarse una tormenta de fuego que estaría más allá de la capacidad de control de los bomberos. Sin embargo, los expertos sugieren que la naturaleza del diseño y la construcción de las ciudades modernas de los Estados Unidos puede hacer que una tormenta de fuego sea poco probable ". [168] El bombardeo nuclear de Nagasaki, por ejemplo, no produjo una tormenta de fuego. [169] Esto se observó de manera similar ya en 1986-1988, cuando se descubrió que la cantidad supuesta de "carga masiva" de combustible (la cantidad de combustible por metro cuadrado) en las ciudades que sustentan los modelos invernales era demasiado alta y creaba flujos de calor intencionalmente que el humo del desván hacia la estratosfera inferior, sin embargo, las evaluaciones "más características de las condiciones" que se encuentran en las ciudades modernas del mundo real, habían encontrado que la carga de combustible y, por lo tanto, el flujo de calor que resultaría de una combustión eficiente, rara vez provocaría mucho humo. superior a 4 km. [11]
Russell Seitz, asociado del Centro de Asuntos Internacionales de la Universidad de Harvard, sostiene que las suposiciones de los modelos de invierno dan resultados que los investigadores quieren lograr y es un caso de "análisis del peor de los casos enloquecido". [170] En septiembre de 1986, Seitz publicó "Incendio siberiano como guía de 'invierno nuclear'" en la revista Nature , en la que investigó el incendio siberiano de 1915, que comenzó a principios de los meses de verano y fue causado por la peor sequía en la región. historia recordada. El incendio finalmente devastó la región, quemando el bosque boreal más grande del mundo , del tamaño de Alemania. Si bien aproximadamente 8 ° C de enfriamiento diurno de verano se produjeron bajo las nubes de humo durante las semanas de quema, no se produjo un aumento en las heladas nocturnas agrícolas potencialmente devastadoras. [171] Tras su investigación sobre el incendio siberiano de 1915, Seitz criticó los resultados del modelo del "invierno nuclear" por basarse en sucesivos sucesos del peor de los casos:
La improbabilidad de que una cadena de 40 lanzamientos de monedas de este tipo salga cara se acerca a la de una escalera real . Sin embargo, fue representado como un "modelo sofisticado unidimensional", un uso que es contradictorio, a menos que se aplique a [la modelo británica Lesley Lawson] Twiggy . [172]
Seitz citó a Carl Sagan, agregando un énfasis: " En casi cualquier caso realista que involucre intercambios nucleares entre las superpotencias, cambios ambientales globales suficientes para causar un evento de extinción igual o más severo que el del cierre del Cretácico cuando los dinosaurios y muchos otros es probable que las especies hayan desaparecido ". Seitz comenta: "La retórica ominosa en cursiva en este pasaje pone incluso el escenario de 100 megatones [la tormenta de fuego de la ciudad original de 100] ... a la par con la explosión de 100 millones de megatones de un asteroide que golpea la Tierra. Esto [es] mega astronómico bombo ... " [172] Seitz concluye:
A medida que avanzaba la ciencia y se lograba una sofisticación más auténtica en modelos más nuevos y elegantes, los efectos postulados iban cuesta abajo. ¡Para 1986, estos efectos del peor de los casos se habían derretido de un año de oscuridad ártica a temperaturas más cálidas que los meses fríos en Palm Beach ! Había surgido un nuevo paradigma de nubes rotas y lugares fríos. La helada dura, una vez global, se había retirado a la tundra del norte . La elaborada conjetura del Sr. Sagan había caído presa de la menos conocida Segunda Ley de Murphy : si todo DEBE salir mal, no apueste por ello. [172]
La oposición de Seitz hizo que los defensores del invierno nuclear emitieran respuestas en los medios. Los proponentes creían que era simplemente necesario mostrar solo la posibilidad de una catástrofe climática, a menudo el peor de los casos, mientras que los oponentes insistían en que, para ser tomado en serio, el invierno nuclear debería mostrarse como probable en escenarios "razonables". [173] Una de estas áreas de controversia, como lo aclara Lynn R. Anspaugh, es la cuestión de qué temporada debería usarse como telón de fondo para los modelos de guerra entre Estados Unidos y la URSS. La mayoría de los modelos eligen el verano en el hemisferio norte como punto de partida para producir la máxima capa de hollín y, por lo tanto, un eventual efecto invernal. Sin embargo, se ha señalado que si el mismo número de tormentas de fuego ocurriera en los meses de otoño o invierno, cuando hay luz solar mucho menos intensa para dispersar el hollín en una región estable de la estratosfera, la magnitud del efecto de enfriamiento sería insignificante. según un modelo de enero de Covey et al. [174] Schneider admitió el problema en 1990, diciendo que "una guerra a fines del otoño o el invierno no tendría un efecto [de enfriamiento] apreciable". [149]
Anspaugh también expresó su frustración de que, aunque se dice que los defensores del invierno nuclear encendieron un incendio forestal controlado en Canadá el 3 de agosto de 1985, el incendio podría servir como una oportunidad para realizar algunas mediciones básicas de las propiedades ópticas del humo y el humo. -a-combustible, que habría ayudado a refinar las estimaciones de estas entradas críticas del modelo, los proponentes no indicaron que se hubieran realizado tales mediciones. [174] Peter V. Hobbs , quien más tarde obtendría fondos para volar y tomar muestras de las nubes de humo de los incendios petroleros de Kuwait en 1991, también expresó su frustración porque se le negó la financiación para tomar muestras de los incendios forestales canadienses y de otros tipos de esta manera. . [11] Turco escribió un memorando de 10 páginas con información derivada de sus notas y algunas imágenes de satélite, afirmando que la columna de humo alcanzó los 6 km de altitud. [11]
En 1986, la científica atmosférica Joyce Penner del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore publicó un artículo en Nature en el que se centró en las variables específicas de las propiedades ópticas del humo y la cantidad de humo que queda en el aire después de los incendios de la ciudad. Encontró que las estimaciones publicadas de estas variables variaban tanto que, según las estimaciones que se eligieran, el efecto climático podía ser insignificante, menor o masivo. [175] Las propiedades ópticas asumidas para el carbono negro en artículos de invierno nuclear más recientes en 2006 todavía están "basadas en las asumidas en simulaciones de invierno nuclear anteriores". [176]
John Maddox , editor de la revista Nature , emitió una serie de comentarios escépticos sobre los estudios de invierno nuclear durante su mandato. [177] [178] De manera similar, S. Fred Singer fue un crítico vocal durante mucho tiempo de la hipótesis en la revista y en debates televisados con Carl Sagan. [179] [180] [11]
Respuesta crítica a los trabajos más modernos.
En una respuesta de 2011 a los artículos más modernos sobre la hipótesis, Russell Seitz publicó un comentario en Nature desafiando la afirmación de Alan Robock de que no ha habido un debate científico real sobre el concepto de "invierno nuclear". [181] En 1986, Seitz también sostiene que muchos otros son reacios a hablar por temor a ser estigmatizados como " Dr. Strangeloves secreto ", el físico Freeman Dyson de Princeton, por ejemplo, declaró: "Es una pieza científica absolutamente atroz, pero me desespero bastante". de aclarar el registro público ". [182] Según Rocky Mountain News, Stephen Schneider había sido llamado fascista por algunos partidarios del desarme por haber escrito su artículo de 1986 "Nuclear Winter Reevaluado". [153] El meteorólogo del MIT Kerry Emanuel escribió de manera similar en una revisión en Nature que el concepto de invierno es "notorio por su falta de integridad científica" debido a las estimaciones poco realistas seleccionadas para la cantidad de combustible que probablemente se queme, los imprecisos modelos de circulación global utilizados. Emanuel termina afirmando que las evidencias de otros modelos apuntan a una captación sustancial del humo por la lluvia. [183] Emanuel también hizo un "punto interesante" acerca de cuestionar la objetividad de los proponentes cuando se trataba de fuertes problemas emocionales o políticos que sostienen. [11]
William R. Cotton , profesor de Ciencias Atmosféricas en la Universidad Estatal de Colorado, especialista en modelado de la física de nubes y co-creador del modelo de atmósfera RAMS , altamente influyente [184] [185] y mencionado anteriormente , había trabajado en la década de 1980 en la lluvia de hollín. modelos [11] y apoyó las predicciones hechas por su propio y otros modelos de invierno nuclear. [186] Sin embargo, desde entonces ha revertido esta posición, según un libro del que fue coautor en 2007, afirmando que, entre otras suposiciones examinadas sistemáticamente, ocurrirá mucha más lluvia / deposición húmeda de hollín de lo que se supone en los artículos modernos. sobre el tema: "Debemos esperar a que se implemente una nueva generación de GCM para examinar cuantitativamente las posibles consecuencias". También revela que, en su opinión, "el invierno nuclear fue en gran parte motivado políticamente desde el principio". [33] [2]
Implicaciones políticas
Durante la crisis de los misiles cubanos , Fidel Castro y Che Guevara pidieron a la URSS que lanzara un primer ataque nuclear contra Estados Unidos en caso de una invasión estadounidense de Cuba. En la década de 1980, Castro estaba presionando al Kremlin para que adoptara una línea más dura contra Estados Unidos bajo el presidente Ronald Reagan , incluso defendiendo el uso potencial de armas nucleares. Como resultado directo de esto, un funcionario soviético fue enviado a Cuba en 1985 con un séquito de "expertos", quienes detallaron el efecto ecológico en Cuba en caso de ataques nucleares en Estados Unidos. Poco después, relata el funcionario soviético, Castro perdió su anterior "fiebre nuclear". [187] [188] En 2010, Alan Robock fue convocado a Cuba para ayudar a Castro a promover su nueva visión de que la guerra nuclear provocaría el Armagedón. La conferencia de 90 minutos de Robock se transmitió más tarde en la estación de televisión nacional controlada por el estado en el país. [189] [190]
Sin embargo, según Robock, en la medida en que atrajo la atención del gobierno de Estados Unidos y afecta la política nuclear, ha fracasado. En 2009, junto con Owen Toon , dio una charla en el Congreso de los Estados Unidos , pero no trascendió nada y el entonces asesor científico presidencial, John Holdren , no respondió a sus solicitudes en 2009 ni al momento de escribir este artículo en 2011. . [190]
En un artículo del "Bulletin of the Atomic Scientists" de 2012, Robock y Toon, que habían mezclado habitualmente su defensa del desarme con las conclusiones de sus artículos sobre el "invierno nuclear", [18] argumentan en el ámbito político que los efectos hipotéticos del invierno nuclear requieren que la doctrina que asumen que está activa en Rusia y Estados Unidos, " destrucción mutuamente asegurada " (MAD), debería ser reemplazada por su propio concepto de "destrucción segura" (SAD), [194] porque, independientemente de las ciudades que se quemaron, los efectos del invierno nuclear resultante que defienden serían, en su opinión, catastróficos. De manera similar, en 1989 Carl Sagan y Richard Turco escribieron un documento sobre implicaciones políticas que apareció en AMBIO que sugería que, dado que el invierno nuclear es una "perspectiva bien establecida", ambas superpotencias deberían reducir conjuntamente sus arsenales nucleares a " Fuerza de disuasión canónica ". niveles de 100 a 300 ojivas individuales cada una, de modo que en "el caso de una guerra nuclear [esto] minimizaría la probabilidad de un invierno nuclear [extremo]". [195]
Una evaluación de inteligencia interinstitucional de EE.UU. clasificada originalmente en 1984 establece que tanto en los años 70 como en los 80, el ejército soviético y estadounidense ya seguían las " tendencias existentes " en la miniaturización de ojivas , de mayor precisión y ojivas nucleares de menor rendimiento. [196] Esto se ve al evaluar los paquetes de física más numerosos en el arsenal de EE. UU., Que en la década de 1960 eran el B28 y el W31 , sin embargo, ambos rápidamente se volvieron menos prominentes con las tiradas de producción en masa de la década de 1970 del 50 Kt W68 , el 100 Kt W76 y en la década de 1980, con el B61 . [197] Esta tendencia hacia la miniaturización, habilitada por los avances en la guía inercial y la navegación GPS precisa , etc., fue motivada por una multitud de factores, a saber, el deseo de aprovechar la física del megatonaje equivalente que ofrecía la miniaturización; de liberar espacio para colocar más ojivas MIRV y señuelos en cada misil. Junto con el deseo de seguir destruyendo objetivos endurecidos, pero al tiempo que se reduce la gravedad de los daños colaterales de las consecuencias que se depositan en los países vecinos y potencialmente amigos. En lo que respecta a la probabilidad de un invierno nuclear, el rango de posibles incendios provocados por radiación térmica ya se redujo con la miniaturización. Por ejemplo, el documento de invierno nuclear más popular, el documento TTAPS de 1983, había descrito un ataque de contrafuerza de 3000 Mt en sitios de misiles balísticos intercontinentales con cada ojiva individual teniendo aproximadamente una Mt de energía; Sin embargo, no mucho después de la publicación, Michael Altfeld de la Universidad Estatal de Michigan y el politólogo Stephen Cimbala de la Universidad Estatal de Pensilvania argumentaron que las ojivas más pequeñas y más precisas (por ejemplo, W76), que ya se habían desarrollado y desplegado en ese momento, junto con alturas de detonación más bajas , podrían producir la misma fuerza contraria. golpe con un total de solo 3 Mt de energía gastada. Continúan diciendo que, si los modelos de invierno nuclear demuestran ser representativos de la realidad, entonces ocurriría mucho menos enfriamiento climático, incluso si existieran áreas propensas a tormentas de fuego en la lista de objetivos , ya que las alturas de fusión más bajas, como las explosiones en la superficie, también limitarían el rango de los rayos térmicos ardientes debido al enmascaramiento del terreno y las sombras proyectadas por los edificios, [198] mientras que también proyectan temporalmente una lluvia radiactiva mucho más localizada en comparación con la espoleta de explosión de aire , el modo estándar de empleo contra objetivos no endurecidos.
Esta lógica se refleja de manera similar en la evaluación de inteligencia interinstitucional de 1984 clasificada originalmente , que sugiere que los planificadores de objetivos simplemente tendrían que considerar la combustibilidad del objetivo junto con el rendimiento, la altura de la explosión, el momento y otros factores para reducir la cantidad de humo para protegerse contra la potencialidad de un invierno nuclear. [196] Por lo tanto, como consecuencia de intentar limitar el peligro de incendio del objetivo reduciendo el rango de radiación térmica con espoleta para explosiones superficiales y subterráneas , esto dará como resultado un escenario en el que los locales mucho más concentrados y, por lo tanto, más letales. Se forma la lluvia radiactiva que se genera después de una explosión en la superficie, a diferencia de la lluvia radiactiva global comparativamente diluida creada cuando las armas nucleares se encienden en modo de explosión de aire. [198] [205]
Altfeld y Cimbala también argumentaron que la creencia en la posibilidad de un invierno nuclear en realidad haría que la guerra nuclear fuera más probable, contrariamente a las opiniones de Sagan y otros, porque serviría de motivación adicional para seguir las tendencias existentes , hacia el desarrollo de una guerra nuclear más precisa , e incluso menor rendimiento explosivo, armas nucleares. [203] Como la hipótesis de invierno sugiere que el reemplazo de la entonces Guerra Fría consideraba las armas nucleares estratégicas en el rango de rendimiento de varios megatones, con armas de rendimiento explosivo más cercano a las armas nucleares tácticas , como el Penetrador Robusto de Tierra Nuclear (RNEP), protegería contra el potencial de invierno nuclear. Con las últimas capacidades de la RNEP entonces, en gran parte aún conceptual, específicamente citada por el influyente analista de guerra nuclear Albert Wohlstetter . [206] Las armas nucleares tácticas, en el extremo inferior de la escala, tienen rendimientos que se superponen con las grandes armas convencionales y, por lo tanto, a menudo se las considera "borrosas la distinción entre armas convencionales y nucleares", lo que hace que la perspectiva de usarlas sea "más fácil" en un conflicto. [207] [208]
Presunta explotación soviética
En una entrevista en 2000 con Mikhail Gorbachev (el líder de la Unión Soviética de 1985 a 1991), se le planteó la siguiente declaración: "En la década de 1980, usted advirtió sobre los peligros sin precedentes de las armas nucleares y tomó medidas muy atrevidas para revertir la carrera de armamentos ", con Gorbachov respondiendo" Los modelos hechos por científicos rusos y estadounidenses mostraron que una guerra nuclear daría lugar a un invierno nuclear que sería extremadamente destructivo para toda la vida en la Tierra; el conocimiento de eso fue un gran estímulo para nosotros, para gente de honor y moralidad, para actuar en esa situación ". [209]
Sin embargo, una Evaluación de Inteligencia Interagencial de Estados Unidos de 1984 expresa un enfoque mucho más escéptico y cauteloso, afirmando que la hipótesis no es científicamente convincente. El informe predijo que la política nuclear soviética sería mantener su postura nuclear estratégica, como su lanzamiento del misil SS-18 de alto peso de lanzamiento y simplemente intentarían explotar la hipótesis con fines de propaganda, como dirigir el escrutinio sobre los EE. UU. parte de la carrera de armamentos nucleares . Además, continúa expresando la creencia de que si los funcionarios soviéticos comenzaran a tomarse en serio el invierno nuclear, probablemente les haría exigir estándares excepcionalmente altos de pruebas científicas para la hipótesis, ya que las implicaciones socavarían su doctrina militar : un nivel de prueba científica que tal vez no podría cumplirse sin experimentación de campo. [210] La parte no redactada del documento termina con la sugerencia de que los aumentos sustanciales en las reservas de alimentos de la defensa civil soviética podrían ser un indicador temprano de que Nuclear Winter estaba comenzando a influir en el pensamiento del escalón superior soviético . [196]
En 1985, la revista Time señaló "las sospechas de algunos científicos occidentales de que Moscú promovió la hipótesis del invierno nuclear para dar a los grupos antinucleares en los Estados Unidos y Europa algunas municiones nuevas contra la acumulación de armas en Estados Unidos". [211] En 1985, el Senado de los Estados Unidos se reunió para discutir la ciencia y la política del invierno nuclear. Durante la audiencia del Congreso, el influyente analista Leon Gouré presentó evidencia de que quizás los soviéticos simplemente se han hecho eco de los informes occidentales en lugar de producir hallazgos únicos. Gouré planteó la hipótesis de que la investigación y las discusiones soviéticas sobre la guerra nuclear pueden servir solo a las agendas políticas soviéticas, en lugar de reflejar las opiniones reales del liderazgo soviético. [212]
En 1986, el documento de la Agencia Nuclear de Defensa, Actualización de la investigación soviética y la explotación del invierno nuclear 1984–1986, trazó la contribución de investigación mínima [de dominio público] y el uso de propaganda soviética del fenómeno del invierno nuclear. [213]
Existen algunas dudas sobre cuándo comenzó la Unión Soviética a modelar los incendios y los efectos atmosféricos de la guerra nuclear. El ex oficial de inteligencia soviético Sergei Tretyakov afirmó que, bajo las instrucciones de Yuri Andropov , la KGB inventó el concepto de "invierno nuclear" para detener el despliegue de misiles Pershing II de la OTAN . Se dice que distribuyeron a grupos pacifistas, al movimiento ambientalista y a la revista Ambio desinformación basada en un falso "informe del fin del mundo" de la Academia de Ciencias Soviética de Georgii Golitsyn, Nikita Moiseyev y Vladimir Alexandrov sobre los efectos climáticos de la guerra nuclear. [214] Aunque se acepta que la Unión Soviética explotó la hipótesis del invierno nuclear con fines propagandísticos, [213] la afirmación inherente de Tretyakov de que la KGB canalizó la desinformación a AMBIO , la revista en la que Paul Crutzen y John Birks publicaron el artículo de 1982 "Crepúsculo en Mediodía ", no se ha corroborado a partir de 2009[actualizar]. [215] En una entrevista realizada en 2009 por el Archivo de Seguridad Nacional , Vitalii Nikolaevich Tsygichko (analista principal de la Academia de Ciencias Soviética y modelador matemático militar) declaró que los analistas militares soviéticos estaban discutiendo la idea del "invierno nuclear" años antes que Estados Unidos. científicos, aunque no usaron ese término exacto. [216]
Técnicas de mitigación
Se han propuesto varias soluciones para mitigar el daño potencial de un invierno nuclear si parece inevitable. El problema ha sido atacado por ambos lados; algunas soluciones se centran en prevenir el crecimiento de incendios y, por lo tanto, limitar la cantidad de humo que llega a la estratosfera en primer lugar, y otras se centran en la producción de alimentos con luz solar reducida, con el supuesto de que los resultados del análisis del peor de los casos del invierno nuclear los modelos resultan precisos y no se implementan otras estrategias de mitigación.
Control de fuego
En un informe de 1967, las técnicas incluían varios métodos para aplicar nitrógeno líquido, hielo seco y agua a los incendios provocados por la energía nuclear. [217] El informe consideró intentar detener la propagación de los incendios mediante la creación de cortafuegos mediante la explosión de material combustible fuera de un área, posiblemente incluso utilizando armas nucleares, junto con el uso de quemaduras preventivas de reducción de riesgos . Según el informe, una de las técnicas más prometedoras investigadas fue el inicio de la lluvia a partir de la siembra de tormentas de fuego masivo y otras nubes que pasan sobre la tormenta de fuego en desarrollo y luego estable.
Producir alimentos sin luz solar
En el libro Feeding Everyone No Matter What , bajo las predicciones del peor de los casos de invierno nuclear, los autores presentan varias posibilidades alimentarias no convencionales. Estos incluyen bacterias que digieren gas natural, la más conocida es Methylococcus capsulatus , que se utiliza actualmente como alimento en la piscicultura ; [218] pan de corteza , un alimento de hambruna de larga data que utiliza la corteza interior comestible de los árboles y parte de la historia escandinava durante la Pequeña Edad del Hielo ; aumento de los cultivos de hongos o de setas como los hongos de la miel que crecen directamente en la madera húmeda sin luz solar; [219] y variaciones de la producción de madera o biocombustible celulósico , que normalmente ya crea azúcares comestibles / xilitol a partir de celulosa no comestible, como producto intermedio antes del paso final de generación de alcohol. [220] [221] Uno de los autores del libro, el ingeniero mecánico David Denkenberger, afirma que, en teoría, los hongos podrían alimentar a todos durante tres años. Las algas, como los hongos, también pueden crecer en condiciones de poca luz. Los dientes de león y las agujas de los árboles podrían proporcionar vitamina C, y las bacterias podrían proporcionar vitamina E. Los cultivos más convencionales de clima frío, como las papas, podrían recibir suficiente luz solar en el ecuador para seguir siendo factibles. [222]
Almacenamiento de alimentos a gran escala
El almacenamiento mundial mínimo anual de trigo es de aproximadamente 2 meses. [223] Para alimentar a todos a pesar del invierno nuclear, se han propuesto años de almacenamiento de alimentos antes del evento. [224] Si bien es probable que las masas sugeridas de alimentos en conserva nunca se utilicen, ya que es relativamente poco probable que ocurra un invierno nuclear, el almacenamiento de alimentos tendría el resultado positivo de mejorar el efecto de las interrupciones mucho más frecuentes en los suministros regionales de alimentos causadas por conflictos de menor nivel y sequías. Sin embargo, existe el peligro de que si se produce una precipitación repentina hacia el almacenamiento de alimentos sin el efecto amortiguador que ofrecen los jardines Victory , etc., pueda exacerbar los problemas actuales de seguridad alimentaria al elevar los precios actuales de los alimentos.
Ingeniería climática
A pesar del nombre de "invierno nuclear", los eventos nucleares no son necesarios para producir el efecto climático modelado. [30] [225] En un esfuerzo por encontrar una solución rápida y barata a la proyección del calentamiento global de al menos 2 ˚C de calentamiento de la superficie como resultado de la duplicación de los niveles de CO 2 en la atmósfera, mediante la gestión de la radiación solar (a forma de ingeniería climática), se ha considerado que el efecto subyacente del invierno nuclear podría tener potencial. Además de la sugerencia más común de inyectar compuestos de azufre en la estratosfera para aproximar los efectos de un invierno volcánico, se ha propuesto la inyección de otras especies químicas, como la liberación de un tipo particular de partículas de hollín para crear condiciones menores de "invierno nuclear". por Paul Crutzen y otros. [226] [227] Según los modelos informáticos de umbral "invierno nuclear", [135] [228] si de uno a cinco teragramos de hollín generado por tormenta de fuego [229] se inyectan en la estratosfera baja, se modela, a través del anti -Efecto invernadero, para calentar la estratosfera pero enfriar la troposfera inferior y producir un enfriamiento de 1,25 ° C durante dos o tres años; y después de 10 años, las temperaturas globales promedio seguirían siendo 0,5 ° C más bajas que antes de la inyección de hollín. [15]
Posibles precedentes climáticos
Efectos climáticos similares a los del "invierno nuclear" siguieron a las erupciones históricas de supervolcanes , que arrojaron aerosoles de sulfato a lo alto de la estratosfera, lo que se conoce como invierno volcánico . [233] Los efectos del humo en la atmósfera (absorción de onda corta) a veces se denominan efecto "anti-invernadero", y un análogo fuerte es la atmósfera brumosa de Titán . Pollack, Toon y otros participaron en el desarrollo de modelos del clima de Titán a fines de la década de 1980, al mismo tiempo que sus primeros estudios de invierno nuclear. [234]
De manera similar, también se cree que los impactos de cometas y asteroides a nivel de extinción han generado inviernos de impacto por la pulverización de cantidades masivas de polvo de roca fina. Esta roca pulverizada también puede producir efectos de "invierno volcánico", si la roca que contiene sulfato se golpea en el impacto y se eleva en el aire, [235] y efectos de "invierno nuclear", con el calor de la eyección de roca más pesada encendiendo la posiblemente incluso tormentas forestales globales. [236] [237]
Esta hipótesis global de "tormentas de fuego de impacto", inicialmente apoyada por Wolbach, H. Jay Melosh y Owen Toon, sugiere que, como resultado de eventos de impacto masivo, los pequeños fragmentos de eyecta del tamaño de un grano de arena creados pueden volver a ingresar meteóricamente a la atmósfera formando una manto caliente de escombros globales en lo alto del aire, potencialmente enrojeciendo todo el cielo durante minutos u horas, y con eso, quemando el inventario global completo de material carbonoso sobre el suelo, incluidas las selvas tropicales . [238] [239] Esta hipótesis se sugiere como un medio para explicar la gravedad del evento de extinción del Cretácico-Paleógeno, ya que el impacto terrestre de un asteroide de unos 10 km de ancho que precipitó la extinción no se considera lo suficientemente enérgico como para haber causado la nivel de extinción solo por la liberación de energía del impacto inicial.
El invierno de tormenta de fuego global, sin embargo, ha sido cuestionado en años más recientes (2003-2013) por Claire Belcher, [238] [240] [241] Tamara Goldin [242] [243] [244] y Melosh, quienes inicialmente habían apoyado la hipótesis, [245] [246] con esta reevaluación siendo apodado el "debate de tormenta de fuego Cretácico-Paleógeno" por Belcher. [238]
Las cuestiones planteadas por estos científicos en el debate son la percepción de baja cantidad de hollín en el sedimento junto a la capa de polvo de asteroide rica en iridio de grano fino , si la cantidad de eyección que vuelve a entrar era perfectamente global en la cobertura de la atmósfera, y si es así , la duración y el perfil del calentamiento de reentrada, ya sea un pulso de calor elevado o el calentamiento del " horno " más prolongado y por lo tanto más incendiario , [245] y, finalmente, cuánto el "efecto de autoprotección" de la primera ola de meteoros ahora enfriados en vuelo oscuro contribuyó a disminuir el calor total experimentado en el suelo por las olas de meteoros posteriores. [238]
En parte debido a que el período Cretácico fue una era de alto contenido de oxígeno atmosférico , con concentraciones superiores a las actuales. Owen Toon y col. en 2013 fueron críticos con las reevaluaciones por las que atraviesa la hipótesis. [239]
Es difícil determinar con éxito la contribución porcentual del hollín en el registro de sedimentos geológicos de este período de plantas vivas y combustibles fósiles presentes en ese momento, [247] de la misma manera que la fracción del material incendiado directamente por el impacto del meteorito es difícil de determinar.
Ver también
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- Mínimo de Dalton , 1790 a 1830, un período de actividad mínima solar prolongada , lo que hace que la Tierra reciba valores de insolación más bajos.
- Holocausto nuclear
- Dispositivo del fin del mundo
- Atenuación global, reducción global de la insolación del suelo, debido a la inyección atmosférica de aerosoles de diversas fuentes.
- Impacto de invierno
- Laki , 1783 erupción de un volcán islandés que produjo un enfriamiento localizado continental durante 1-2 años.
- Lista de estados con armas nucleares
- Pequeña Edad de Hielo , un período de bajas temperaturas desde el siglo XVI al XIX, parcialmente superpuesto con el Mínimo de Maunder de actividad solar, 1645 a 1715.
- Hambruna nuclear
- Terrorismo nuclear
- La teoría de la catástrofe de Toba , una controvertida hipótesis de que un invierno volcánico producido por la erupción de un volcán en Toba , Indonesia , creó un cuello de botella en la población humana hace aproximadamente 80.000 años.
- Invierno volcánico
- Año sin verano , 1816, creado por una erupción volcánica en Tambora.
- La hipótesis del impacto del Dryas más joven , una controvertida hipótesis de que un evento de impacto y los incendios desencadenaron la última edad de hielo.
Documentales
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- Threads : Un docu-drama de 1984 al que Carl Sagan ayudó en calidad de asesor. Esta película fue la primera de su tipo en representar un invierno nuclear.
- Un camino donde nadie pensó: invierno nuclear y el fin de la carrera armamentista : libro escrito por Richard P. Turco y Carl Sagan, publicado en 1990; explica la hipótesis del invierno nuclear y, con ella, aboga por el desarme nuclear. [249]
- Nuclear Winter es un mini documental de Retro Report que analiza los temores del invierno nuclear en el mundo actual.
Notas
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enlaces externos
- La Enciclopedia de la Tierra, Invierno nuclear Autor principal: Alan Robock. Última actualización: 31 de julio de 2008
- Animación de simulación de invierno nuclear
- Nuevos estudios de las consecuencias climáticas del conflicto nuclear regional de Alan Robock , incluidos enlaces a nuevos estudios publicados en 2007.