什么是“核冬天”?
进入大气的烟雾和碳黑的颗粒层可以显著减少到达地面的阳光总量,而且这种颗粒层很可能在大气中停留数周甚至数年(燃烧石油和塑料制品产生的烟雾和碳黑比燃烧木材产生的烟雾更能有效吸收阳光)。中纬度西风带会输送烟尘,在北纬30度到60度的北半球形成一个环形带。这些厚厚的乌云可以遮挡大部分阳光达数周之久。这将导致表面温度在此期间下降。根据机型不同,降温幅度最多可达几十摄氏度。
这种黑暗而致命的霜冻,加上放射性尘埃的高剂量辐射,会严重破坏地球这一地区的植物。严寒、高剂量辐射、工业、医疗和交通设施的大面积破坏,加上粮食和农作物的短缺,将导致饥荒、辐射和疾病造成大规模的人类死亡。科学家还认为,爆炸产生的氮氧化物会破坏臭氧层。科学家在热核爆炸实验中观察到了这种意想不到的效应。这种影响会因为臭氧层的再生而减弱。但全面核战争的影响无疑会更大。臭氧消耗的次级效应(以及随之而来的紫外线辐射的增加)应该是非常显著的,它将影响人类的许多主要农作物,并通过杀死浮游生物来破坏海洋食物链。
有许多科学家试图预测大规模核战争的气候效应,其中最著名的是“TTAPS”小组在1983(五位科学家的首字母缩写:Richard Turko、Brian Thun、Thomas Ackerman、James Pollack和carl sagan)的研究成果。TTAPS小组的灵感来自于火星上沙尘暴的冷却效应。他们使用地球大气层的二维简化模型计算核冬天效应,发现全面核战争可能导致内陆地区的温度降至零下40摄氏度。这一研究成果以1983结尾发表在《科学》杂志上。
近年来,一种关于恐龙灭绝的理论也认为,6500万年前,一个直径几十公里的小天体撞击地球,这次爆炸扬起的尘埃遮天蔽日,导致气温下降,植物无法进行光合作用,从而使当时的优势物种恐龙衰落。
TTAPS的研究成果发表后,一些科学家对此提出质疑,包括美国氢弹之父爱德华·泰勒。泰勒和萨根在这个问题上有过争论,他认为核冬天的影响可以忽略不计。其他科学家认为,大规模核战争造成的降温效应没有TTAPS团队所展示的那么严重,因此“核冬天”应该改名为“核秋天”。
从那以后,科学家们使用改进的模型进行更精确的计算。1990年,TTAPS在《科学》杂志上发表了另一篇论文,回顾了自1983年以来的研究。他们认为,新的计算表明,北半球中纬度地区的温降约为10至20摄氏度,在某些地区可以降低35摄氏度;虽然这说明全面核战争的后果可能比他们在1983年预测的要轻,但总体上核冬天还是有可能的。
自从TTAPS在《科学》杂志1990发表这篇论文以来,没有更详细的研究来进一步探索核冬天的可能性。同年,萨根和TTAPS的另一名成员Teko出版了一本关于核冬天的书,书名为《无人想象的道路:核冬天和军备竞赛的终结》。
1991年,苏联解体,两个超级大国对抗的冷战时期结束,大大降低了全面核战争的可能性。但是,局部核冲突仍有可能发生。这些核战争造成的气候影响仍然需要深入研究。