Popularna meteorologija

Nuklearna zima

02.04.2022.

autor: Nebojša Subanović

Fotografije: pixabay.com

Taman kada smo pomislili da smo zaboravili Kubansku krizu 1962., Hladni rat 1945-91., zveckanja nuklearnim oružjem, kada smo se uljuljkali u udobnost konvencionalnih ratova, eto ti, našao se jedan koji je obrisao prašinu s onog famoznog crvenog gumba.

Mnogo se tinte potrošilo na elaborate što će biti kada bude, kako će izgledati „dan poslije“, kako će izgledati godine poslije i hoće li tada uopće biti nekoga o kome bismo mogli razmišljati i tko bi mogao razmišljati o nama koji smo ga uvalili u to gdje je sada.

Prva postnuklearna klimatska modeliranja

Gomilanje nuklearnog naoružanja, ponajprije u Sjedinjenim Američkim Državama i tadašnjem Sovjetskom Savezu ponukalo je znanstvenike na ozbiljne analize posljedica globalnog nuklearnog rata. Iako se do sredine sedamdesetih godina već podosta znalo o djelovanju nuklearnog oružja, tehnički uvjeti za analizu posljedica nuklearnog rata tek su bili u povojima. Kevin N. Lewis u svom radu „The Prompt and Delayed Effects of Nuclear War“ iz 1979. razvija ideju mogućeg scenarija nakon globalnog nuklearnog sukoba. Slijedeći njegova razmišljanja, Paul J. Crutzen i John W. Birks u svom radu „The Atmosphere After a Nuclear War: Twilight at Noon“ iz 1982. pretpostavljaju kako će požari zapaljeni nuklearnim oružjem bjesnjeti tjednima nakon rata, stvarajući dim koji će za vrijeme njihovog trajanja zaklanjati Sunce i smanjivati dotok sunčeve svjetlosti do površine Zemlje. Godinu dana poslije, R.P. Turco sa suradnicima radi prvo klimatsko modeliranje koristeći jednodimenzionalni radijacijsko-konvektivni klimatski model, koji pokazuje da zbog tog dima može nastupiti nuklearna zima. Razvoj računala omogućuje korištenje složenih i zahtjevnih klimatskih modela u simulacijama nakon nuklearnog rata. Jedno od najkompleksnijih istraživanja 2007. godine rade Robock, Oman i Stenchikov iz Goddard Institute for Space Studies svojim modelom ModelE. Kako njihov, a i ostali modeli tog vremena imaju stanovita ograničenja, Joshua Coupe sa suradnicima radi novo istraživanje kompleksnijim modelom Whole Atmosphere Community Climate Model, verzija 4 (WACCM4), trenutno najboljim klimatskim numeričkim modelom na svijetu. Model ima horizontalnu rezoluciju od 1,9° × 2,5° (lat‐lon), sa 66 vertikalnih slojeva i vrhom na 140 km. Community Land Model 4.0 se koristi za površinu Zemlje, a Parallel Ocean Program v2 za oceane. Atmosferski CO2 je u modeliranju postavljen na konstantnih 370 ppm, razini tijekom 2000. godine, troposferske aerosoli, osim crnog ugljika, nisu uzete u obzir i uključena je biogeokemija oceana.

Rezultati modela WACCM4

Jedan od većih problema modeliranja ovakvih situacija je količina nuklearnog oružja koja će biti upotrijebljena te kolike požare će izazvati. Ako se obje velesile drže ugovora, ukupna količina nuklearnih bojevih glava se kreće oko 4400. Ukoliko bi obje velesile upotrijebile svo naoružanje, te ukoliko bi gađali urbane ciljeve i skladišta fosilnog goriva, tijekom sukoba bi u atmosferu, zbog masovnih požara, moglo biti ubačeno oko 150 miliona tona (150 Tg, teragrama) crnog ugljika, običnim rječnikom, čađe. Prijašnje su simulacije koristile iznose od 5 do 180 miliona tona.

Jedna od pretpostavki s kojom je kretala većina simulacija, pa tako i ova je da će svo nuklearno oružje biti ispucano na sjevernoj hemisferi, poglavito na području SAD i Rusije.

Značajna novina uvedena u model WACCM4 je koagulacija, sljepljivanje čestica čađe u veće, čime im raste težina te gravitacijski brže ispadaju iz atmosfere. Prijašnji su modeli držali veličine čestica stalnima, što je usporavalo njihovo ispadanje. Tijekom prve tri godine simulacije taj efekt ne igra neku veću ulogu, no nakon toga u WACCM4 dolazi do bržeg bistrenja atmosfere.

Stratosfera

Čađa, koja u prvom naletu dolazi do visine od desetak kilometara, vrlo brzo se, zbog svoje crne boje zagrijava sunčevim zračenjem što dovodi i do zagrijavanja zraka u kojem se nalazi te se ona, zajedno sa zagrijanim zrakom, termičkom konvekcijom diže na osamdesetak kilometara visine. Dva tjedna nakon početka unosa čađe i dima u atmosferu, nošeni vjetrovima, počinju prelaziti sa sjeverne na južnu hemisferu. Koagulacija čestica čađe i njihov porast dovodi do veće apsorpcije sunčeva zračenja te jačeg zagrijavanja, a time i jačeg zagrijavanja stratosferskog zraka. U modelu WACCM4 prvo jače ispadanje čestica čađe zbog njihova rasta se počinje javljati dvije godine nakon početka zagađenja.

Apsorpcija sunčevog zračenja čađom dovodi do ekstremnih promjena temperature u stratosferi. Oko treće godine simulacije pozitivne temperaturne anomalije veće od 100 °C javljaju se u dijelu stratosfere gdje se u WACCM4 nalazi najveći dio ozonskog omotača. Zbog porasta temperature, u stratosferi raste i količina vodene pare, a njena fotoliza pojačava ionako pojačano razaranje ozona uzrokovano zagrijavanjem. Zagrijavanje gornje troposfere i stratosfere usporava i vertikalnu, takozvanu Brewer-Dobsonovu cirkulaciju čime se usporava ispadanje aerosoli iz atmosfere.

Površinska temperatura

U prvoj godini nakon ubrizgavanja čađe, zbog zasjenjenja, globalna površinska temperatura pada za više od 7 °C, a drugoj za 10 °C u odnosu na klimatski prosjek! Za Zagreb i Osijek to znači da srednja godišnja temperatura s 13 °C pada na 3 °C! U Zadru sa 16 °C na 6 °C! Najniže dnevne temperature tijekom te dvije godine u kontinentalnim krajevima Hrvatske padaju ispod -40 °C, a prvi puta prelaze nulu tek nakon 730 dana! Vegetacijski se period od 150 do 200 dana godišnje smanjuje na 25 do 50! Ne samo hrvatska, nego i poljoprivreda cijele sjeverne hemisfere je desetkovana, ako još uopće i postoji. Oporavak poljoprivrede se može očekivati tek treću ili četvrtu godinu nakon početka zagađenja kada minimalne dnevne temperature počinju dosezati 5 °C.

Tijekom četvrte ili pete godine nakon početka zagađenja, postupnim čišćenjem atmosfere od aerosoli i sve većim dotokom sunčeva zračenja do površine, počinje porast površinske temperature. Gotovo potpuni oporavak se očekuje u dvanaestoj ili trinaestoj godini, kada se uspostavlja normalan dotok upadnog sunčevog zračenja, no WACCM4 od dvanaeste do petnaeste godine, za koliko je izračun rađen, i dalje daje stalnu srednju temperaturu nižu za nekih 1 °C.

Ako mislite da je tu kraj, gadno se varate! Neki autori dalje razvijaju ideju Joshua i suradnika te drže kako će, nakon čišćenja i normalizacije upadnog sunčevog zračenja doći do izraženog efekta staklenika jer atmosfera se, osim dimom i čađom punila i ugljičnim dioksidom! Bio je to i rat, površina je Zemlje prekrivena brojnim raspadajućim leševima koje nema tko sanirati, pa, uz ugljični dioksid u atmosferu dolazi i metan, još opasniji staklenički plin! U nedostatku vegetacije, koja je uglavnom izgorjela ili nestala tijekom nuklearne zime, nema nikoga tko bi iz atmosfere uklonio ugljični dioksid! Globalno zagrijavanje postindustrijskog doba će prema ovome izgledati kao ugodno proljetno popodne!

Oborine

Globalna promjena u temperaturi za sobom povlači pravi domino efekt. Pozitivna stratifikacija atmosfere, hladno prizemlje i topla visoka troposfera predstavljaju stabilan sustav. Termička konvekcija gotovo da nestaje, kišnih, a i onih ostalih, normalnih oblaka skoro više da i nema! Tijekom treće i četvrte godine simulacije WACCM4 daje prosječni pad oborine za gotovo 60%! Oporavak se očekuje tek tijekom pete ili šeste godine! No, neki, do tada pustinjski dijelovi Zemlje će imati oborina kakve nisu vidjeli tisućama godina, na primjer Sahara! Globalna promjena temperature rezultira i promjenama u globalnoj cirkulaciji atmosfere, a ona pak u stanju oceana! WACCM4 daje postojani El Niño efekt na istočnom Pacifiku tijekom sedam godina!

Ovakva upotreba nuklearnog oružja od strane Sjedinjenih Država i Rusije imala bi katastrofalne posljedice na globalnoj razini. Kako bi se potpuno otklonila mogućnost ekološke katastrofe kao rezultata nuklearnog rata punog razmjera, donositelji odluka moraju imati potpuno razumijevanje ozbiljnih klimatskih posljedica nuklearnog rata i djelovati u skladu s tim. U konačnici, potrebno je smanjenje nuklearnih arsenala i na kraju razoružanje svih nuklearno sposobnih strana.

Najčitaniji u ovoj kategoriji

Tri marčane bure
26.02.2022.
Jesu li tri marčane bure bure mit ili stvarnost? Analiza meteoroloških podataka je dala jasan i nedvosmislen odgovor!
Pustinja Atacama
02.09.2021.
Najsuše mjesto na Zemlji s predjelima u kojima 400 godina nije pala kap kiše
Volite li kišu?
30.09.2021.
U zapadnoj civilizaciji na nju gledamo uglavnom s neodobravanjem, no u mnogim dijelovima svijeta predstavlja radost i u...
Djeluje li vrijeme na vas?
06.09.2021.
Je li, i u kolikoj mjeri, vrijeme odgovorno za to kako se osjećamo
Umiru li vanzemaljci mladi?
13.03.2022.
Po svemu sudeći, planete veličine Zemlje u nastanjivim zonama su prije pravilo nego iznimka. Samo u našoj galaktici i...

Najčitaniji drugih kategorija

Rujan
31.08.2021.
Na početku smo klimatološke jeseni, saznajte kakve vremenske prilike karakteriziraju mjesec rujan
Listopad
01.10.2021.
Mjesec u kom temperature zraka počinju padati ispod srednjih godišnjih vrijednosti
Studeni
01.11.2021.
Dani su sve kraći i hladniji, sunca je sve manje, a kiše su sve češće i dugotrajnije … Stigla je kasna jesen
7 razloga zašto posjetiti Delnice
14.02.2022.
Mali, pitoreskni gradić u Gorskom kotaru, koji će vas očarati neovisno u koje doba godine ga posjetili. Saznajte zaš...
Siječanj
01.01.2022.
Saznajte kakav je prvi mjesec u godini u Hrvatskoj, mjesec koji krase mnogi superlativi!