Invierno nuclear

El invierno nuclear es un efecto de enfriamiento climático global severo y prolongado que se supone que ocurre después de tormentas de fuego generalizadas después de una guerra nuclear a gran escala. La hipótesis se basa en el hecho de que tales incendios pueden inyectar hollín en la estratosfera, donde puede impedir que la luz solar directa llegue a la superficie de la Tierra. Se especula que el enfriamiento resultante conduciría a una mala cosecha y hambruna generalizadas. 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, junto con las observaciones modernas de incendios forestales naturales en grandes áreas. tormentas de fuego

General

El "invierno nuclear", o como se denominó inicialmente, "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 las emisiones de NOx generadas por bolas de fuego devastarían 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. En estos escenarios modelo, se asumió que se formarían varias nubes de hollín que contenían cantidades inciertas de hollín sobre ciudades, refinerías de petróleo y silos de misiles más rurales. Una vez que los investigadores deciden la cantidad de hollín, se modelan los efectos climáticos de estas nubes de hollín.El término "invierno nuclear" fue un neologismo acuñado en 1983 por Richard P. Turco en referencia a un modelo de computadora unidimensional creado para examinar la idea del "crepúsculo nuclear". Este modelo proyectó que cantidades masivas de hollín y humo permanecerían en el aire durante años, lo que provocaría una severa caída de la temperatura en todo el planeta.

Después del fracaso de las predicciones sobre los efectos de los incendios de petróleo de Kuwait en 1991 que realizó el equipo principal de climatólogos que defendían la hipótesis, pasó más de una década sin que se publicaran nuevos artículos sobre el tema. Más recientemente, el mismo equipo de destacados modeladores de la década de 1980 ha comenzado nuevamente a publicar los resultados de los modelos por computadora. Estos modelos más nuevos producen los mismos resultados 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 "pequeño" invierno nuclear.Estas tormentas de fuego darían como resultado la inyección de hollín (específicamente carbono negro) en la estratosfera de la Tierra, produciendo un efecto anti-invernadero que reduciría la temperatura de la superficie de la Tierra. La gravedad de este enfriamiento en el modelo de Alan Robock sugiere que los productos acumulativos 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 como consecuencia pérdidas agrícolas globales.

Como los dispositivos nucleares no necesitan ser detonados para encender una tormenta de fuego, el término "invierno nuclear" es algo inapropiado. La mayoría de los trabajos publicados sobre el tema afirman que, sin justificación cualitativa, las explosiones nucleares son la causa de los efectos de las tormentas de fuego modeladas. El único fenómeno que está modelado por computadora en los documentos del invierno nuclear es el agente de forzamiento climático del hollín de tormenta de fuego, un producto que puede encenderse y formarse por una miríada de medios. Aunque rara vez se discute, los defensores de la hipótesis afirman que se produciría el mismo efecto de "invierno nuclear" si se encendieran 100 tormentas de fuego convencionales a gran escala.

Un número mucho mayor de tormentas de fuego, miles, 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 de explosión en el aire de contravalor 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, se presenta como la causa de las condiciones de invierno nuclear como resultado del humo introducido en varios modelos climáticos, y las profundidades del enfriamiento severo duran hasta una década. Durante este período, las caídas en la temperatura promedio del verano podrían ser de hasta 20 °C (36 °F) en las principales regiones agrícolas de EE. UU., Europa y China, y de hasta 35 °C (63 °F) en Rusia.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, despejándose paulatinamente a lo largo de varias décadas.

En el nivel fundamental, desde que se capturó la llegada de evidencia fotográfica de nubes altas, se sabía que las tormentas de fuego podían inyectar hollín/aerosoles 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 evento natural de una tormenta de fuego de incendios forestales masiva, mucho más grande que la observada en Hiroshima, puede producir "incendios nucleares" menores. "invierno", con una caída casi inconmensurable de las temperaturas superficiales de corta duración, de aproximadamente un mes, confinados al hemisferio en el que se quemaron.Esto es algo análogo a las frecuentes erupciones volcánicas que inyectan sulfatos en la estratosfera y, por lo tanto, producen efectos de invierno volcánico menores, incluso insignificantes.

Un conjunto de instrumentos de monitoreo de hollín de tormentas de fuego basados ​​en satélites y aeronaves están 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. 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.

Actualmente, a partir de los datos de rastreo satelital, parece que los aerosoles de humo estratosférico se disipan en un lapso de tiempo de aproximadamente dos meses. 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.

Mecanismo

El escenario de invierno nuclear asume que 100 o más tormentas de fuego de la ciudad son provocadas por explosiones nucleares, y que las tormentas de fuego elevan grandes cantidades de humo de hollín hacia la troposfera superior y la estratosfera inferior por el movimiento ofrecido por las nubes pirocumulonimbos que se forman durante una tormenta de fuego. A 10–15 kilómetros (6–9 millas) sobre la superficie de la Tierra, la absorción de la luz solar podría calentar aún más el hollín en el humo, elevando una parte o la totalidad a la estratosfera, donde el humo podría persistir durante años si no hay lluvia para lavarlo. Este aerosol de partículas podría calentar la estratosfera e impedir que una parte de la luz del sol llegue a la superficie, lo que provocaría una caída drástica de la temperatura de la superficie. En este escenario se prevéque las temperaturas del aire de 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.

Aunque es común en los modelos climáticos considerar tormentas de fuego en las ciudades, no es necesario que estas sean provocadas por dispositivos nucleares; En cambio, las fuentes de ignición más convencionales pueden ser 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.Por ejemplo, la nube en forma de hongo de la bomba lanzada sobre Hiroshima alcanzó una altura de seis kilómetros (troposfera media) en pocos minutos y luego se disipó debido a los vientos, mientras que los incendios individuales dentro de la ciudad tardaron casi tres horas en convertirse en una tormenta de fuego y producir una nube de pirocúmulos, una nube que se supone que alcanzó alturas troposféricas superiores, ya que durante sus múltiples horas de combustión, la tormenta de fuego liberó aproximadamente 1000 veces la energía de la bomba.

Dado que los efectos incendiarios de una explosión nuclear no presentan rasgos característicos especiales, los que tienen experiencia en bombardeos estratégicos estiman que, dado que la ciudad era un peligro de tormenta de fuego, la misma ferocidad del fuego y daños en los edificios producidos en Hiroshima por una bomba nuclear de 16 kilotones. La bomba de un solo bombardero B-29 podría haberse producido en su lugar mediante el uso convencional de alrededor de 1,2 kilotones de bombas incendiarias de 220 B-29 distribuidos por la ciudad.

Mientras que las tormentas de fuego de Dresde e Hiroshima y los incendios masivos de Tokio y Nagasaki ocurrieron en apenas unos meses en 1945, la tormenta de fuego más intensa y convencionalmente iluminada de Hamburgo 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 colocaron potencialmente un cinco por ciento más de humo en la estratosfera que los 100 incendios hipotéticos de ignición nuclear discutidos en los modelos modernos. Si bien se cree que los efectos de enfriamiento climático modelados 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 posible. observar en ese momento.

Escala de tiempo de eliminación de aerosoles

La escala de tiempo exacta de cuánto tiempo permanece este humo y, por lo tanto, qué tan gravemente afecta este humo al clima una vez que llega a la estratosfera, depende de los procesos de eliminación tanto químicos como físicos.

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 pluma convectiva, donde el humo ya no se concentra y por tanto, se cree que la "eliminación en húmedo" es muy eficaz. Sin embargo, estos mecanismos de eliminación eficientes en la troposfera se evitan en el estudio Robock 2007, donde se modela el calentamiento solar para elevar rápidamente el hollín a la estratosfera, "desentrenando" o separando las partículas de hollín más oscuras de la condensación de agua más blanca de las nubes de fuego.

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, y cae fuera de la atmósfera a través de la deposición seca impulsada por la gravedad, y la tiempo que tarda el "efecto forético" en mover las partículas coaguladas a un nivel más bajo en la atmósfera. 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 a la eliminación dependen de la capacidad de la química atmosférica para oxidar el componente carbonoso del humo, a través de reacciones con especies oxidantes como el ozono y los óxidos de nitrógeno, que se encuentran en todos los niveles de la atmósfera 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, sin embargo, las interacciones aerosol-atmósfera aún son mal entendido.

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, están presentes 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 cubrir las partículas de carbón negro más puras.Sin embargo, como el hollín de mayor importancia es el que es inyectado 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 la mayoría del hollín en estas condiciones es el carbón negro más oxidado.

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 perturbar el clima global durante una década o más. En un escenario de conflicto nuclear regional en el que dos naciones enfrentadas en los subtrópicos utilizarían cada una 50 armas nucleares del tamaño de Hiroshima (alrededor de 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 producir un enfriamiento de varios grados sobre grandes áreas de América del Norte y Eurasia, incluyendo la mayoría de las regiones productoras de cereales. El enfriamiento duraría años y, según la investigación, podría ser "catastrófico", interrumpiendo la producción agrícola y la recolección de alimentos, en particular en los países de latitudes más altas.

Agotamiento del ozono

Las detonaciones nucleares producen grandes cantidades de óxidos de nitrógeno al descomponer el aire que las rodea. Luego, estos se elevan hacia arriba por convección térmica. Al llegar 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 una intensidad mucho mayor de la dañina radiación ultravioleta del sol llegara al suelo. Un estudio de 2008 realizado por 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, desencadenando problemas de salud humana. y causando daños ambientales durante al menos una década.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 arrojando hasta cinco millones de toneladas métricas de hollín a unas 50 millas (80 km) en la estratosfera.. El hollín absorbería suficiente radiación solar para calentar los gases circundantes, aumentando la descomposición 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 que ha disminuido un invierno nuclear causado por aerosoles insertados en la atmósfera que evitarían que la luz solar llegue a niveles más bajos o a la superficie, 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.

Otro escenario hipotético más secuencial, luego 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, lo que elevaría rápidamente las temperaturas 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 al quemarse, 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.

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.

Historia

Trabajo temprano

En 1952, unas pocas 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 comandante Norair Lulejian, de la USAF, y el astrónomo Natarajan Visvanathan estudiaron esta posibilidad e informaron de sus hallazgos en Effects of Superweapons Upon the Climate of the World, 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.

Las implicaciones para la defensa civil de numerosos estallidos superficiales de bombas de hidrógeno de alto rendimiento en las islas 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 "Bombas nucleares y el clima" afirma: "Se sabe que el polvo levantado en erupciones volcánicas severas, como la de Krakatoa en 1883, causa una reducción notable en la luz solar que llega a la tierra... La cantidad de los desechos [del suelo u otra superficie] que quedan en la atmósfera después de la explosión de incluso las armas nucleares más grandes es probablemente no más del uno por ciento más o menos de lo que generó la erupción del Krakatoa. Además, los registros de radiación solar revelan que ninguna de las armas nucleares explosiones hasta la fecha ha resultado en cualquier cambio detectable en la luz solar directa registrada en el suelo".

En el memorando de la corporación RAND de 1966 The Effects of Nuclear War on the Weather and Climate de ES Batten, al analizar principalmente los efectos potenciales del polvo de las explosiones en la superficie, 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".

En el libro Long-Term Worldwide Effects of Multiple Nuclear-Weapons Detonations del Consejo Nacional de Investigación (NRC) de los Estados Unidos, publicado en 1975, se afirma que una guerra nuclear que involucre 4.000 Mt de los arsenales actuales probablemente depositaría mucho menos polvo en la estratosfera que el Krakatoa. erupción, juzgando que el efecto del polvo y los 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 una naturaleza más dramática".

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 argumenta que una estimación "plausible" de la cantidad de polvo estratosférico inyectado después de una explosión superficial de 1 Mt es de 0,3 teragramos, de los cuales el 8 por ciento estaría en el rango de micrómetros. El enfriamiento potencial del polvo del suelo se analizó nuevamente en 1992, en un informe de geoingeniería de la Academia Nacional de Ciencias (NAS) de los EE. Se requeriría un micrómetro para mitigar el calentamiento de una duplicación del dióxido de carbono atmosférico, es decir, para producir ~2 °C de enfriamiento.

En 1969, Paul Crutzen descubrió que los óxidos de nitrógeno (NOx) podían ser un catalizador eficaz para la destrucción de la capa de ozono/ozono estratosférico. Después de estudios sobre los efectos potenciales del NOx generado por el calor del motor en aviones de transporte supersónico (SST) que vuelan en la estratosfera 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 la radiación ultravioleta durante un año o más. En 1975, la hipótesis de Hampson "condujo directamente" al Consejo Nacional de Investigación de los Estados Unidos (NRC) a informar sobre los modelos de agotamiento del ozono después de la guerra nuclear en el libroEfectos mundiales a largo plazo de las detonaciones múltiples de armas nucleares.

En la sección de este libro de la NRC de 1975 relacionada con el tema del NOx generado por bolas de fuego y la pérdida de la capa de ozono, la NRC presenta cálculos 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 multi -detonaciones de rendimiento de megatones, que arrojaron conclusiones de que esto podría reducir los niveles de ozono en un 50 por ciento o más en el hemisferio norte.

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 las aproximadamente 500 Mt en las pruebas atmosféricas históricas y un aumento o disminución de la concentración de ozono. 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 exentas de agotar el ozono, después de los primeros cálculos alarmantes del modelo de la época.De manera similar, un artículo de 1981 encontró que los modelos de destrucción de ozono de una prueba y las medidas físicas tomadas no estaban de acuerdo, ya que no se observó destrucción.

En total, alrededor de 500 Mt fueron detonadas atmosféricamente entre 1945 y 1971, alcanzando su punto máximo en 1961–62, cuando Estados Unidos y la Unión Soviética detonaron 340 Mt en la atmósfera. Durante este pico, con las detonaciones de varios megatones de la serie de pruebas nucleares de las dos naciones, en examen exclusivo, se liberó un rendimiento total estimado en 300 Mt de energía. Debido a esto, se cree que 3 × 10 moléculas adicionales de óxido nítrico (alrededor de 5000 toneladas por Mt, 5 × 10 gramos por megatón) ingresaron a la estratosfera, y aunque en 1963 se observó un agotamiento del ozono del 2,2 por ciento, la disminución había comenzado. antes de 1961 y se cree que fue causado por otros efectos meteorológicos.

En 1982, el periodista Jonathan Schell, en su popular e influyente libro The Fate of the Earth, presentó al público la creencia de que las bolas de fuego generadas por NOx destruirían la capa de ozono hasta tal punto que los cultivos fracasarían debido a la radiación UV solar y luego pintaron el destino de manera similar. de la Tierra, al extinguirse la vida vegetal y acuática. En el mismo año, 1982, el físico australiano Brian Martin, quien frecuentemente mantenía correspondencia con John Hampson, quien había sido en gran parte responsable de gran parte del examen de la generación de NOx,escribió una breve sinopsis histórica sobre la historia de interés en los efectos del NOx directo generado por las 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 un resultado de cualquier sistema de misiles antibalísticos (ABM-1 Galosh) ampliamente utilizado. Sin embargo, Martin finalmente concluye que es "poco probable que en el contexto de una gran guerra nuclear" la degradación del ozono sea motivo de grave preocupación. Martin describe las opiniones sobre la pérdida potencial de ozono y, por lo tanto, los aumentos de la luz ultravioleta que conducen a la destrucción generalizada de los cultivos, como defiende Jonathan Schell en The Fate of the Earth, como muy poco probables.

Los relatos 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, según Robert P. Parson. en la década de 1990.

Ciencia ficción

La primera sugerencia publicada de que el enfriamiento del clima podría ser un efecto de una guerra nuclear parece haber sido propuesta originalmente por Poul Anderson y FN Waldrop en su historia "Los niños del mañana", en la edición de marzo de 1947 de la revista Astounding Science Fiction.. La historia, principalmente sobre un equipo de científicos que busca mutantes, advierte sobre un "invierno de Fimbul" causado por el polvo que bloqueó la luz solar después de una guerra nuclear reciente y especula que incluso podría desencadenar una nueva Edad de Hielo. Anderson pasó a publicar una novela basada en parte en esta historia en 1961, titulándola Twilight World. De manera similar, en 1985, TG Parsons señaló que la historia "Torch" de C. Anvil, que también apareció en Astounding Science Fictionrevista, pero en la edición de abril de 1957, contiene la esencia de la hipótesis del "Crepúsculo al mediodía"/"invierno nuclear". En la historia, una ojiva nuclear enciende un campo petrolero y el hollín producido "protege parte de la radiación solar", lo que provoca temperaturas árticas para gran parte de la población de América del Norte y la Unión Soviética.

1980

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 una revisión de los principales informes sobre la hipótesis del invierno nuclear de 1983 a 1986. En general, estos los informes llegan a conclusiones similares ya que se basan en "las mismas suposiciones, los mismos datos básicos", con solo diferencias menores en el código del modelo. Se saltan los pasos de modelado para evaluar la posibilidad de un incendio y las columnas de fuego iniciales y, en cambio, comienzan el proceso de modelado con una "nube de hollín espacialmente uniforme" que ha llegado a la atmósfera.

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, quienes 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". Sin embargo, "los modelos informáticos estaban tan simplificados y los datos sobre el humo y otros aerosoles eran todavía tan deficientes que los científicos no podían decir nada con certeza".

En 1981, William J. Moran inició debates e investigaciones en el Consejo Nacional de Investigación (NRC) sobre los efectos del polvo/suelo en el aire de un gran intercambio de ojivas nucleares, habiendo visto un posible paralelismo en los efectos del polvo de una guerra con los de la límite KT creado por un asteroide y su análisis popular un año antes por Luis Alvarez en 1980. }} 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 The Effects on the Atmosphere of a Major de la NRC. Intercambio nuclear, publicado en 1985.

Como parte de un estudio sobre la creación de especies oxidantes como NOx y ozono en la troposfera después de una guerra nuclear, lanzado en 1980 por AMBIO, una revista de la Real Academia Sueca de Ciencias, Paul J. Crutzen y John W. Birks comenzaron preparando la publicación en 1982 de un cálculo sobre los efectos de la guerra nuclear en el ozono estratosférico, utilizando los últimos modelos de la época. Sin embargo, descubrieron que, como resultado de la tendencia hacia ojivas nucleares de alcance sub-megatón más numerosas pero menos energéticas (lo que fue posible gracias a la marcha incesante para aumentar la precisión de las ojivas ICBM), el peligro de la capa de ozono "no era muy significativo".

Fue después de ser confrontados con estos resultados que "acertaron" con la idea, como "una ocurrencia tardía" de detonaciones nucleares que encendían incendios masivos en todas partes y, lo que es más importante, el humo de estos incendios convencionales luego absorbía la luz solar, lo que provocaba que las temperaturas de la superficie subieran. plomada. A principios de 1982, los dos hicieron circular un borrador de un documento con las primeras sugerencias de alteraciones en el clima a corto plazo debido a los incendios que se supone que ocurren después de una guerra nuclear. Más tarde 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 "La atmósfera después de una guerra nuclear: crepúsculo al mediodía", y anticipó en gran medida la hipótesis del invierno nuclear.El documento analizó los incendios y su efecto climático y discutió el material particulado de 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 en 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 ardieran los incendios", que se suponía que serían muchas semanas, con efectos tales como: "La estructura dinámica y de temperatura normal de la atmósfera... cambiaría considerablemente durante un largo período de tiempo". fracción del hemisferio norte, lo que probablemente conducirá a cambios importantes en las temperaturas de la superficie terrestre y los sistemas de viento".Una implicación de su trabajo fue que un ataque de decapitación nuclear exitoso podría tener graves consecuencias climáticas para el perpetrador.

Después de leer un artículo de NP Bochkov y EI Chazov, publicado en la misma edición de Ambio que incluía el artículo de Crutzen y Birks "Twilight at Noon", el científico atmosférico soviético Georgy Golitsyn aplicó su investigación sobre las tormentas de polvo de Marte al hollín en la atmósfera terrestre. El uso de estos influyentes modelos de tormentas de polvo marcianos en la investigación del invierno nuclear comenzó en 1971,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 pedía a Golitsyn que "explorara la comprensión y evaluación de este fenómeno". Golitsyn cuenta que fue por esta época cuando "propuso una teoría para explicar cómo se puede formar el polvo marciano y cómo puede alcanzar proporciones globales".

En el mismo año, Alexander Ginzburg, 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 EE. UU. Golitsyn usaría el modelo de nube de polvo en gran parte sin modificar de Ginzburg con el hollín asumido como el aerosol en el modelo en lugar del polvo del suelo y de manera idéntica a los resultados arrojados, al calcular el enfriamiento de la nube de polvo en la atmósfera marciana, la nube muy 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 Andropov instigadoComité de Científicos Soviéticos en Defensa de la Paz Contra la Amenaza Nuclear en mayo de 1983, una organización de la que Golitsyn luego sería nombrado vicepresidente. El establecimiento de este comité se realizó con la aprobación expresa de los líderes soviéticos con la intención de "ampliar los contactos controlados con los activistas occidentales del 'congelamiento nuclear'". 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 muy leído Herald de la Academia Rusa de Ciencias.

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.

Tanto Golitsyn como Sagan se habían interesado 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, el equipo de TTAPS dijo que comenzó el proceso de hacer un estudio de modelado computacional unidimensional de las consecuencias atmosféricas de la guerra nuclear/hollín en la estratosfera, aunque no publicarían un artículo en la revista Science hasta finales de diciembre de 1983. La frase "invierno nuclear" había sido acuñada por Turco justo antes de su publicación.En este primer artículo, TTAPS usó estimaciones basadas en suposiciones sobre las emisiones totales de humo y polvo que resultarían de un gran intercambio nuclear y, con eso, comenzó a analizar los efectos posteriores en el balance de radiación atmosférica y la estructura de temperatura como resultado de esta cantidad. de supuesto humo. Para calcular los efectos del polvo y el humo, emplearon un modelo unidimensional de microfísica/transferencia de radiación de la atmósfera inferior de la Tierra (hasta la mesopausia), que definía 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 TTAPS contemporáneo, este El artículo se basó en simulaciones con un modelo tridimensional de circulación global. (Dos años después, Alexandrov desapareció en circunstancias misteriosas). Richard Turco y Starley L. Thompson criticaron la investigación soviética. Turco lo llamó "primitivo" y Thompson dijo que usaba modelos obsoletos de computadoras estadounidenses. Más tarde rescindirían estas críticas y en su lugar aplaudieron el trabajo pionero de Alexandrov, diciendo que el modelo soviético compartía las debilidades de todos los demás.

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 1,000 ciudades y creando grandes cantidades de humo carbonoso.2 × 10 g siendo lo más probable, con un rango de 0.2–6,4 × 10 g (NAS; TTAPS asumido2,25 × 10). El humo resultante sería en gran parte opaco a la radiación solar pero transparente a los infrarrojos, por lo que enfriaría la Tierra al bloquear la luz solar, pero no generaría calentamiento al aumentar 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. El polvo de las explosiones cercanas a la superficie contra objetivos endurecidos también contribuye; cada explosión equivalente a un megatón podría liberar hasta cinco millones de toneladas de polvo, pero la mayoría se caería rápidamente; El polvo a 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.

Los modelos radiativos-convectivos 1-D utilizados en estos estudios produjeron una variedad de resultados, con enfriamientos de hasta 15 a 42 °C entre 14 y 35 días después de la guerra, con una "línea de base" de aproximadamente 20 °C. Cálculos algo más sofisticados utilizando GCM 3-D produjeron resultados similares: descensos de temperatura de unos 20 °C, aunque con variaciones regionales.

Todos 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:

Primeros uno a tres meses:

• Del 10 al 25 % del hollín inyectado se elimina inmediatamente por precipitación, mientras que el resto se transporta por todo el mundo en una o dos semanas.
• Cifras de SCOPE para la inyección de humo de julio:
  • Descenso de 22 °C en latitudes medias
  • Descenso de 10 °C en climas húmedos
  • Disminución del 75% en 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 de la inyección de humos en invierno:
  • La temperatura desciende entre 3 y 4 °C

Después de uno a tres años:

• 25–40% del humo inyectado se estabiliza en la atmósfera (NCAR). El humo se estabilizó durante aproximadamente un año.
• Temperaturas terrestres varios grados por debajo de lo normal
• Temperatura de la superficie del océano entre 2 y 6 °C
• Agotamiento del ozono del 50% que conduce a un aumento del 200% en la radiación UV 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 reiteración del modelo de 1983 del equipo de que 100 incendios en refinerías de petróleo serían suficientes para provocar un invierno nuclear a pequeña escala, pero aún globalmente perjudicial.

Tras la invasión de Kuwait por Irak y las amenazas iraquíes de incendiar los aproximadamente 800 pozos de petróleo del país, la especulación sobre el efecto climático acumulativo de esto, presentado en la Conferencia Mundial sobre el Clima en Ginebra en noviembre de 1990, varió desde un escenario de tipo invierno nuclear hasta ácido pesado. lluvia e incluso calentamiento global inmediato a corto plazo.

En artículos impresos en los periódicos Wilmington Morning Star y Baltimore Sun en enero de 1991, destacados autores de 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 similares a los del invierno con efectos de tamaño continental de temperaturas bajo cero como resultado de las amenazas de los iraquíes de incendiar entre 300 y 500 pozos de petróleo presurizados que posteriormente podrían arder durante varios meses.

Tal como amenazaron, los iraquíes en retirada incendiaron los pozos 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, y consumieron aproximadamente seis millones de barriles de petróleo por día en su máxima intensidad.

Cuando comenzó la Operación Tormenta del Desierto en enero de 1991, coincidiendo con el encendido de los primeros incendios de petróleo, 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 que se eleva 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 indonesio Tambora en 1815, lo que resultó en que el año 1816 fuera conocido como el "Año sin verano".

Sagan enumeró los resultados del modelo 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". Singer, por otro lado, anticipó que el humo llegaría a una altitud de aproximadamente 3000 pies (910 m) y luego sería expulsado por la lluvia después de aproximadamente tres a cinco días, lo que limitaría la vida útil del humo. Ambas estimaciones de altura realizadas por Singer y Sagan resultaron ser incorrectas, aunque la narración de Singer se acercó más a lo que ocurrió, con los efectos atmosféricos comparativamente mínimos que quedaron limitados a la región del Golfo Pérsico, con columnas de humo, en general, elevándose a unos 10,000 pies. (3.000 m) y algunos tan altos como 20.000 pies (6.100 m).

Sagan y sus colegas esperaban que se produjera una "autodesplazamiento" del humo de hollín 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 bloqueador solar de este aerosol de hollín caiga del aire, y con eso, catastrófico enfriamiento a nivel del suelo y efectos agrícolas en Asia y posiblemente en el hemisferio norte en su conjunto.En un seguimiento de 1992, Peter Hobbs y otros no observaron evidencia apreciable del efecto masivo de "autodesplazamiento" predicho por el equipo de invierno nuclear y las nubes de humo del fuego del petróleo contenían menos hollín de lo que había supuesto el equipo de modelado de invierno nuclear.

El científico atmosférico encargado de estudiar el efecto atmosférico de los incendios de Kuwait por parte de la Fundación Nacional de Ciencias, Peter Hobbs, afirmó que el modesto impacto de los incendios sugería que "algunos números [utilizados para respaldar la hipótesis del invierno nuclear]... eran probablemente un poco marchito."

Hobbs descubrió que en el pico de los incendios, el humo absorbía entre el 75 y el 80 % de la radiación solar. Las partículas se elevaron a un máximo de 20.000 pies (6.100 m), y cuando se combinaron con el barrido de las nubes, el humo tuvo un tiempo de residencia corto de un máximo de unos pocos días en la atmósfera.

Por lo tanto, las afirmaciones de antes de la guerra de efectos ambientales globales significativos, duraderos y a gran escala no se confirmaron y los medios de comunicación y los especuladores descubrieron que estaban significativamente exageradas, con modelos climáticos de aquellos que no apoyaban la hipótesis del invierno nuclear en el momento de la guerra. los incendios predicen solo efectos más localizados, como un descenso de la temperatura diurna de ~10 °C en un radio de 200 km de la fuente.

Más tarde, Sagan admitió en su libro The Demon-Haunted World que sus predicciones obviamente no resultaron ser correctas: " estaba completamente oscuro al mediodía y las temperaturas cayeron entre 4 y 6 ° C sobre el Golfo Pérsico, pero no mucho humo alcanzó altitudes estratosféricas. y Asia se salvó".

La idea de que el humo de los pozos de petróleo y las reservas de petróleo se precipita hacia la estratosfera y actúa como uno de los principales contribuyentes al hollín de un invierno nuclear fue una idea central de los primeros artículos de climatología sobre la hipótesis; se consideraron más posibles contribuyentes que el humo de las ciudades, ya que el humo del petróleo tiene una mayor proporción de hollín negro, por lo que absorbe más luz solar. Hobbs comparó el "factor de emisión" asumido en los documentos o la eficiencia de generación de hollín de las piscinas de petróleo encendidas y descubrió, al comparar los valores medidos de las piscinas de petróleo en Kuwait, que eran los mayores productores de hollín, las emisiones de hollín supuestas en los cálculos del invierno nuclear eran todavía "demasiado alto".Tras los resultados de los incendios de petróleo de Kuwait que estaban en desacuerdo con los principales científicos promotores del invierno nuclear, los documentos del invierno nuclear de la década de 1990 generalmente intentaron distanciarse de sugerir que el humo de los pozos de petróleo y las reservas alcanzaría la estratosfera.

En 2007, un estudio de invierno nuclear señaló que los modelos informáticos modernos se han aplicado a los incendios de petróleo de Kuwait, encontrando que las columnas de humo individuales no pueden elevar el humo a la estratosfera, pero que el humo de los incendios que cubren un área grande como algunos incendios forestales puede elevan el humo a la estratosfera, y la evidencia reciente sugiere que esto ocurre con mucha más frecuencia de lo que se pensaba. El estudio también sugirió que la quema de ciudades comparativamente más pequeñas, que se esperaría que siguiera a un ataque nuclear, también arrojaría cantidades significativas de humo a la estratosfera:

Stenchikov et al. [2006b] realizó simulaciones detalladas de columnas de humo de alta resolución con el modelo climático regional RAMS [p. ej., Miguez-Macho, et al., 2005] y mostró que las columnas individuales, como las de los incendios de petróleo de Kuwait en 1991, no cabe esperar que se eleven hacia la atmósfera superior o la estratosfera, porque se diluyen. Sin embargo, penachos mucho más grandes, como los generados por incendios urbanos, producen un gran movimiento de masa sin diluir que da como resultado la elevación del humo. Los resultados del nuevo modelo de simulación de remolinos grandes a una resolución mucho más alta también dan una elevación similar a nuestros resultados, y ninguna respuesta a pequeña escala que inhibiría la elevación [Jensen, 2006].

Sin embargo, la simulación anterior contenía notablemente la suposición de que no ocurriría una deposición seca o húmeda.

Modelado reciente

Entre 1990 y 2003, los comentaristas señalaron que no se publicaron artículos revisados ​​por pares sobre el "invierno nuclear".

Con base en el 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 darían como resultado un invierno nuclear. 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 unas 100 tormentas de fuego en la ciudad como una amenaza.

En comparación con el cambio climático del último milenio, incluso el intercambio 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. Mayores cantidades de humo producirían cambios climáticos más grandes, lo que imposibilitaría la agricultura durante años. En ambos casos, las nuevas simulaciones de modelos climáticos muestran que los efectos durarían más de una década.

Estudio de 2007 sobre la guerra nuclear mundial

Un estudio publicado en el Journal of Geophysical Research en julio de 2007, titulado "Invierno nuclear revisado con un modelo climático moderno y arsenales nucleares actuales: consecuencias aún catastróficas",usó modelos climáticos actuales para observar las consecuencias de una guerra nuclear global que involucra a la mayoría o todos los arsenales nucleares actuales del mundo (que los autores consideraron similar al tamaño de los arsenales del mundo veinte años antes). Los autores utilizaron un modelo de circulación global, ModelE del Instituto Goddard de Estudios Espaciales de la NASA, que señalaron que "ha sido probado ampliamente en experimentos de calentamiento global y para examinar los efectos de las erupciones volcánicas en el clima". El modelo se usó 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 aproximadamente 50 Tg de humo. En el caso de 150 Tg encontraron que:

Un enfriamiento superficial 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 global promedio en 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 sobre 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 a 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 las implicaciones para la agricultura en profundidad, pero señalaron que un estudio de 1986 que supuso que no habría producción de 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 comentaron que sus propios resultados muestran que, "Este período de no producción de alimentos debe extenderse por muchos años,

2014

En 2014, Michael J. Mills (en el Centro Nacional de Investigación Atmosférica de EE. UU., NCAR), y otros, publicaron "Enfriamiento global multidecenal y pérdida de ozono sin precedentes después de un conflicto nuclear regional" en la revista Earth's Future. Los autores utilizaron modelos computacionales desarrollados por NCAR para simular los efectos climáticos de una nube de hollín que sugieren que 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 humana, acompañarían a las temperaturas superficiales promedio más frías en los últimos 1000 años. Calculamos aumentos de verano en los índices UV de 30 a 80 % en latitudes medias, lo que sugiere un daño generalizado a la salud humana, la agricultura y los ecosistemas terrestres y acuáticos. Matar las heladas reduciría las temporadas de crecimiento entre 10 y 40 días por 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 el aumento de los rayos ultravioleta ejercerían presiones significativas sobre los suministros mundiales de alimentos y podrían desencadenar una hambruna nuclear mundial.

2018

Investigadores del Laboratorio Nacional de Los Álamos 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 descubrió que muy poco se elevaría a la estratosfera y, como resultado, los impactos climáticos a largo plazo fueron mucho más bajos que los 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 prevé en estudios anteriores es muy poco probable".

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".

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 de armas nucleares más pequeños que los simulados anteriormente.

Como en el estudio de 2007 de Robock et al. , un estudio de 2019 realizado por 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 los Estados Unidos y Rusia donde ambos países usan todos los tratados de armas nucleares que les permiten. Esta cantidad de carbono negro supera con creces la emitida a la atmósfera por todas las erupciones volcánicas de los últimos 1.200 años, pero es menor que el impacto del asteroide que provocó una extinción masiva hace 66 millones de años. Coupe et al.usó el "modelo climático de la comunidad de atmósfera completa versión 4" (WACCM4), que tiene una resolución más alta y es más efectivo para simular aerosoles y química estratosférica que la simulación ModelE utilizada por Robock et al. .

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 carbono 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. Esto tendrá el efecto de aumentar las temperaturas estratosféricas en 100 K y provocará un agotamiento de la capa de ozono ligeramente superior al previsto por ModelE. Otra consecuencia del tamaño de partícula más grande 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 quedarán 2 Tg, mientras que ModelE predijo 19 Tg.

El modelo de 2019 y el modelo de 2007 predicen disminuciones significativas de la temperatura en todo el mundo, sin embargo, la mayor 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. Entre unos pocos meses después de la inyección y el sexto año de la anomalía, el WACCM4 predice temperaturas globales más frías que el Modelo E, con temperaturas más de 20 K por debajo de lo normal que conducen a temperaturas bajo cero durante los meses de verano en gran parte del hemisferio norte, lo que lleva a una reducción del 90 %. en las temporadas de crecimiento agrícola en las latitudes medias, incluido el medio oeste de los Estados Unidos.Las simulaciones 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 del 10 % más alta que la prevista en ModelE.

Toon et al. simuló un escenario nuclear en 2025 en el que 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 examinó los efectos del carbono negro liberado en el atmósfera de detonaciones solo en ráfagas de aire. 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 dadas las recientes pruebas nucleares realizadas por ambas naciones. Los rangos proporcionados son amplios porque ni la India ni Pakistán están obligados a proporcionar información sobre sus arsenales nucleares, por lo que su alcance sigue siendo en gran parte desconocido.

Toon et al. asumir que ocurrirá una tormenta de fuego o una conflagración después de cada detonación de las armas, y que la cantidad de carbono negro insertado en la atmósfera a partir de los dos resultados será equivalente y de gran alcance; en Hiroshima en 1945, se prevé que la tormenta de fuego liberó 1.000 veces más energía que la que se liberó durante la explosión nuclear. Un área tan grande que se quema liberaría grandes cantidades de carbono negro a la atmósfera. La cantidad liberada oscila entre 16,1 Tg si todas las armas eran de 15 kt o menos y 36,6 Tg para todas las armas de 100 kt. Para el rango de armas de 15 kt y 100 kt, los investigadores modelaron reducciones de precipitación global de 15% a 30%, reducciones de temperatura entre 4K y 8K y disminuciones de temperatura del océano de 1K a 3K.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 (PPN) de los océanos disminuye del 10 % al 20 % para los escenarios de 15 kt y 100 kt, respectivamente, mientras que la PPN 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. Como predijeron otras publicaciones, una vez que el carbono negro se elimine de la atmósfera después de diez años, las temperaturas y la PPN volverán a la normalidad.

2021

Coupe et al. reportan la simulación de un efecto de El Niño que dura varios años después de seis escenarios nucleares que van desde 5 a 150 Tg de hollín bajo el modelo CESM-WACCM4. Llaman al cambio un "Niño Nuclear" y describen varios cambios en las corrientes oceánicas.

Crítica y debate

Los cuatro fundamentos principales, en gran medida independientes, que el concepto de invierno nuclear tiene y por los que sigue recibiendo críticas se consideran: en primer lugar, ¿las ciudades se incendiarían fácilmente y, de ser así, cuánto hollín se generaría? En segundo lugar, la longevidad atmosférica: ¿permanecerían en la atmósfera las cantidades de hollín supuestas en los modelos durante el tiempo proyectado o se precipitaría 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 EE. UU. y la Unión Soviética, lo que da lugar al mayor grado posible de enfriamiento modelado) ? Por último, el tema de la oscuridad u opacidad: cuánto efecto de bloqueo de luz tendría la supuesta calidad del hollín que llega a la atmósfera.

Si bien los pronósticos del modelo unidimensional TTAPS inicial de 1983 altamente popularizados fueron ampliamente informados y criticados en los medios, en parte porque cada modelo posterior predice mucho menos de su nivel "apocalíptico" de enfriamiento, la mayoría de los modelos continúan sugiriendo que algún enfriamiento global nocivo todavía resultan, bajo el supuesto de que una gran cantidad de incendios ocurrieron en la primavera o el verano. El modelo tridimensional menos primitivo de Starley L. Thompson de mediados de la década de 1980, que contenía notablemente los mismos supuestos generales, lo llevó a acuñar el término "otoño nuclear" para describir con mayor precisión los efectos climáticos del hollín en este modelo, en un on entrevista de cámara en la que descarta los modelos "apocalípticos" anteriores.

Una crítica importante de las suposiciones que continúan haciendo posibles estos resultados del 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. Según la publicación de 1988 Una evaluación de los efectos atmosféricos globales de una gran guerra nuclear, las críticas de Kearny estaban dirigidas a la cantidad excesiva de hollín que los modeladores asumieron que llegaría a 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 TTAPS incluía una sobreestimación masiva del tamaño y la extensión de los incendios forestales no urbanos que resultarían de una guerra nuclearLos autores de TTAPS respondieron que, entre otras cosas, no creían que los planificadores de objetivos detonaran ciudades en escombros intencionalmente, sino que argumentaron que los incendios comenzarían en suburbios relativamente intactos cuando los sitios cercanos fueran afectados, y admitieron parcialmente su punto sobre los incendios forestales no urbanos. El Dr. Richard D. Small, director de ciencias térmicas de la Corporación de Investigación Pacific-Sierra, tampoco estuvo de acuerdo con las suposiciones del modelo, en particular con la actualización de 1990 de TTAPS que argumenta que unas 5.075 Tg de material se quemarían en un total nuclear entre EE. UU. y la Unión Soviética. guerra, ya que 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 se encendiera realmente".

Aunque Kearny era de la opinión de que los modelos futuros más precisos "indicarían que habrá reducciones aún más pequeñas en la temperatura", incluidos los modelos potenciales futuros que no aceptaban tan fácilmente que las tormentas de fuego ocurrirían de manera tan confiable como suponen los modeladores de invierno nuclear, en NWSS Kearny sí lo hizo. resuma la estimación de enfriamiento comparativamente moderada de no más de unos pocos días, del modelo Nuclear Winter Reappraised de 1986 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, "sobre bases científicas, las conclusiones apocalípticas globales de la hipótesis inicial del invierno nuclear ahora pueden relegarse a un desapareciendo bajo nivel de probabilidad".

Sin embargo, un artículo de 1988 de Brian Martin en Science and Public Policy afirma que, aunque Nuclear Winter Reappraised concluyó que el "invierno nuclear" estadounidense-soviético sería mucho menos severo de lo que se pensaba originalmente, y los autores describen los efectos más como un "otoño nuclear". "—otras declaraciones de Thompson y Schneidermuestran que "se resistieron a la interpretación de que esto significa un rechazo de los puntos básicos sobre el invierno nuclear". En Alan Robock et al. 2007, escriben que "debido al uso del término 'otoño nuclear' por parte de Thompson y Schneider [1986], aunque los autores dejaron en claro que las consecuencias climáticas serían grandes, en los círculos políticos la teoría del invierno nuclear se considera algunos lo han exagerado y refutado [p. ej., Martin, 1988]".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, mucho más una guerra 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 algo con un intercambio nuclear es una buena idea."

La contribución del humo de la ignición de la vegetación viva no desértica, bosques vivos, pastos, etc., cerca de muchos silos de misiles es una fuente de humo que originalmente se supuso que era muy grande en el documento inicial "Twilight at Noon", 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 solo podría contribuir muy poco a la "producción de humo no urbana" total estimada. Dado que el potencial de la vegetación para sostener la quema solo es probable si se encuentra dentro de un radio o dos de la superficie de la bola de fuego nuclear, que está a una distancia que también experimentaría vientos fuertes que influirían en tales incendios.Esta reducción en la estimación del riesgo de humo no urbano está respaldada por la publicación preliminar anterior Estimating Nuclear Forest Fires de 1984, y por el examen de campo de 1950-1960 de bosques tropicales quemados en la superficie, destrozados pero nunca quemados en las islas circundantes desde los puntos de disparo en la serie de pruebas Operation Castle y Operation Redwing.

Un documento del Departamento de Seguridad Nacional de los Estados Unidos, finalizado en 2010, establece que después de una detonación nuclear dirigida a una ciudad "Si los incendios pueden crecer y unirse, podría desarrollarse una tormenta de fuego que estaría más allá de las capacidades de control de los bomberos. Sin embargo los expertos sugieren que la naturaleza del diseño y la construcción de las ciudades modernas de EE. UU. puede hacer que una tormenta de fuego furiosa sea poco probable". El bombardeo nuclear de Nagasaki, por ejemplo, no produjo una tormenta de fuego.Esto se observó de manera similar ya en 1986–88, 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 de invierno era demasiado alta e intencionalmente crea flujos de calor que levantan humo. en 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 arrojaría humo mucho más alto que 4 kilómetros

Russell Seitz, asociado del Centro de Asuntos Internacionales de la Universidad de Harvard, argumenta 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 fuera de control". En septiembre de 1986, Seitz publicó "Incendio siberiano como guía de 'invierno nuclear'" en la revista Nature, en el 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 historia registrada de la región. El fuego finalmente devastó la región, quemando el bosque boreal más grande del mundo, del tamaño de Alemania. Mientras que aproximadamente 8˚C de enfriamiento durante el día durante el verano ocurrieron bajo las nubes de humo durante las semanas de quema, no ocurrió un aumento en las heladas nocturnas agrícolas potencialmente devastadoras.Tras su investigación sobre el incendio de Siberia de 1915, Seitz criticó los resultados del modelo de "invierno nuclear" por estar basados ​​en los peores eventos sucesivos:

La improbabilidad de que una serie de 40 lanzamientos de monedas de este tipo salga cara se acerca a la de una escalera real. Sin embargo, se representó como un "modelo unidimensional sofisticado", un uso que es contradictorio, a menos que se aplique a [la modelo británica Lesley Lawson] Twiggy.

Seitz citó a Carl Sagan, agregando un énfasis: " En casi cualquier caso realista que involucre intercambios nucleares entre las superpotencias, los cambios ambientales globales son 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 se hayan extinguido". Seitz comenta: "La retórica ominosa en cursiva en este pasaje pone incluso el escenario de 100 megatones [la tormenta de fuego original de 100 ciudades]... a la par con la explosión de 100 millones de megatones de un asteroide que golpea la Tierra. Este [es] mega- bombo..." Seitz concluye:

A medida que la ciencia progresó y se logró una sofisticación más auténtica en modelos más nuevos y elegantes, los efectos postulados fueron 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 que alguna vez fue 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.

La oposición de Seitz hizo que los defensores del invierno nuclear emitieran respuestas en los medios. Los defensores creían que era simplemente necesario mostrar solo la posibilidad de una catástrofe climática, a menudo el peor de los casos, mientras que los opositores insistieron en que, para tomarlo en serio, el invierno nuclear debería mostrarse como probable en escenarios "razonables".Una de estas áreas de controversia, tal como lo elucida Lynn R. Anspaugh, es la cuestión de qué temporada debe usarse como telón de fondo para los modelos de guerra entre EE. UU. y la URSS. La mayoría de los modelos eligen el verano en el hemisferio norte como punto de partida para producir la máxima acumulación de hollín y, por lo tanto, el eventual efecto invernal. Sin embargo, se ha señalado que si ocurriera la misma cantidad de tormentas de fuego en los meses de otoño o invierno, cuando la luz del sol es mucho menos intensa para llevar el hollín a una región estable de la estratosfera, la magnitud del efecto de enfriamiento sería insignificante. según un modelo de enero realizado por Covey et al. Schneider reconoció el problema en 1990 y dijo que "una guerra a fines del otoño o del invierno no tendría un efecto [refrescante] apreciable".

Anspaugh también expresó su frustración porque, aunque se dice que un incendio forestal controlado en Canadá el 3 de agosto de 1985 fue provocado por defensores del invierno nuclear, el fuego 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 hayan realizado tales mediciones. Peter V. Hobbs, quien más tarde obtendría fondos para volar y tomar muestras de las nubes de humo de los incendios de petróleo de Kuwait en 1991, también expresó su frustración porque se le negó la financiación para tomar muestras de Canadá y otros incendios forestales de esta manera.Turco escribió un memorándum 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 altura.

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. Descubrió que las estimaciones publicadas de estas variables variaban tanto que, dependiendo de qué estimaciones se eligieran, el efecto climático podría ser insignificante, menor o masivo. Las propiedades ópticas supuestas para el carbono negro en los documentos de invierno nuclear más recientes en 2006 todavía están "basadas en las supuestas en simulaciones de invierno nuclear anteriores".

John Maddox, editor de la revista Nature, emitió una serie de comentarios escépticos sobre los estudios de invierno nuclear durante su mandato. De manera similar, S. Fred Singer fue un crítico vocal de la hipótesis durante mucho tiempo en la revista y en los debates televisados ​​​​con Carl Sagan.

Respuesta crítica a los periódicos 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". En 1986, Seitz también afirma que muchos otros son reacios a hablar por temor a ser estigmatizados como "Dr. Strangeloves del armario"; El físico Freeman Dyson de Princeton, por ejemplo, declaró: "Es una pieza científica absolutamente atroz, pero estoy bastante desesperado por dejar las cosas claras". Según Rocky Mountain News, Stephen Schneider había sido llamado fascista por algunos partidarios del desarme por haber escrito su artículo de 1986 "Nuclear Winter Reappraised".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 modelos imprecisos de circulación global utilizados. Emanuel termina afirmando que la evidencia de otros modelos apunta a una eliminación sustancial del humo por la lluvia. Emanuel también hizo un "punto interesante" sobre cuestionar la objetividad del proponente cuando se trata de temas emocionales o políticos fuertes que tienen.

William R. Cotton, profesor de Ciencias Atmosféricas en la Universidad Estatal de Colorado, especialista en modelado de física de nubes y cocreador del modelo de atmósfera RAMS, muy influyente y mencionado anteriormente, trabajó en la década de 1980 en modelos de lluvia de hollín y apoyó las predicciones realizadas. por su propio y otros modelos de invierno nuclear.Sin embargo, desde entonces ha invertido esta posición, según un libro del que es 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 estuvo en gran medida motivado políticamente desde el principio".

Implicaciones políticas

Durante la crisis de los misiles en Cuba, Fidel Castro y el Che Guevara pidieron a la URSS que lanzara un primer ataque nuclear contra los EE. UU. en caso de una invasión estadounidense a Cuba. En la década de 1980, Castro estaba presionando al Kremlin para que adoptara una línea más dura contra los EE. UU. bajo la presidencia de Ronald Reagan, incluso argumentando a favor del 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 contra los Estados Unidos. Poco después, cuenta el funcionario soviético, Castro perdió su anterior "fiebre nuclear".En 2010, Alan Robock fue convocado a Cuba para ayudar a Castro a promover su nueva visión de que la guerra nuclear traería 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.

Sin embargo, según Robock, en lo que respecta a llamar la atención del gobierno estadounidense y afectar la política nuclear, ha fracasado. En 2009, junto con Owen Toon, dio una charla al 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..

En un artículo del "Boletín de los científicos atómicos" de 2012, Robock y Toon, que habitualmente mezclaban su defensa del desarme con las conclusiones de sus artículos sobre el "invierno nuclear", argumentan en el ámbito político que los efectos hipotéticos del invierno nuclear requieren que la doctrina suponen que está activa en Rusia y EE. UU., la "destrucción mutua asegurada" (MAD) debería reemplazarse por su propio concepto de "destrucción segura de sí misma" (SAD), porque, independientemente de las ciudades que se quemaran, los efectos de la energía nuclear resultante invierno que defienden sería, en su opinión, catastrófico. De manera similar, en 1989 Carl Sagan y Richard Turco escribieron un artículo 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 niveles de "Fuerza de disuasión canónica" 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]".

Una evaluación de inteligencia interinstitucional de EE. UU. de 1984 clasificada originalmente establece que en las décadas de 1970 y 1980 anteriores, las fuerzas armadas soviéticas y estadounidenses ya estaban siguiendo las " tendencias existentes " en la miniaturización de ojivas, de mayor precisión y ojivas nucleares de menor rendimiento. 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 se volvieron rápidamente menos prominentes con las series 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.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 megatonelaje 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 mismo tiempo reduciendo la gravedad de los daños colaterales de las lluvias radiactivas que se depositan en países vecinos y potencialmente amigos. En lo que respecta a la probabilidad de un invierno nuclear, el rango de posibles incendios provocados por la 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 ICBM con cada ojiva individual con aproximadamente un 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 precisas (por ejemplo, W76) ya desarrolladas y desplegadas en ese momento, junto con alturas de detonación más bajas, podrían producir la misma fuerza contraria. huelga con un total de sólo 3 Mt de energía gastada. Continúan eso,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 superficiales, también limitarían el alcance de los rayos térmicos ardientes. debido al enmascaramiento del terreno y las sombras proyectadas por los edificios, mientras que también provoca temporalmente una lluvia radiactiva mucho más localizada en comparación con la espoleta en el aire, el modo estándar de empleo contra objetivos no reforzados.

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 tiempo y otros factores para reducir la cantidad de humo para protegerse contra la potencialidad de un invierno nuclear. Por lo tanto, como consecuencia de intentar limitar el riesgo de incendio objetivo al reducir el rango de radiación térmica con espoleta para explosiones superficiales y subterráneas, esto dará como resultado un escenario en el que la lluvia radiactiva local mucho más concentrada y, por lo tanto, más mortal que es generado después de que se forma un estallido de superficie, a diferencia del global comparativamente diluidolluvia radiactiva creada cuando las armas nucleares se disparan en modo de ráfaga de aire.

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 como una motivación adicional para seguir las tendencias existentes, hacia el desarrollo de métodos más precisos y precisos. e incluso menor potencia explosiva, armas nucleares.Como sugiere la hipótesis de invierno, el reemplazo de la entonces Guerra Fría consideró que las armas nucleares estratégicas en el rango de rendimiento de varios megatones, con armas de rendimiento explosivo más cercanas a las armas nucleares tácticas, como el Robust Nuclear Earth Penetrator (RNEP), protegerían contra el potencial de invierno nuclear. Con las últimas capacidades del entonces, en gran parte todavía conceptual RNEP, citado específicamente por el influyente analista de guerra nuclear Albert Wohlstetter. 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 "borradoras de la distinción entre armas convencionales y nucleares", lo que hace que la posibilidad de usarlas sea "más fácil" en un conflicto.

Presunta explotación soviética

En una entrevista en 2000 con Mikhail Gorbachev (líder de la Unión Soviética de 1985 a 1991), se le planteó la siguiente declaración: "En la década de 1980, advirtió sobre los peligros sin precedentes de las armas nucleares y tomó medidas muy audaces para revertir la carrera armamentista", y Gorbachov respondió: "Los modelos hechos por científicos rusos y estadounidenses mostraron que una guerra nuclear resultaría en 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”.

Sin embargo, una evaluación de inteligencia interinstitucional de EE. UU. de 1984 expresa un enfoque mucho más escéptico y cauteloso, y afirma que la hipótesis no es científicamente convincente. El informe predijo que la política nuclear soviética sería mantener su postura nuclear estratégica, como el lanzamiento del misil SS-18 de alto alcance, y simplemente intentarían explotar la hipótesis con fines propagandísticos, 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 exigirían estándares excepcionalmente altos de prueba científica para la hipótesis, ya que las implicaciones socavarían su doctrina militar: un nivel de pruebas científicas que tal vez no podrían cumplirse sin experimentación de campo.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 el invierno nuclear estaba comenzando a influir en el pensamiento de los niveles superiores soviéticos.

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 frescas contra la acumulación de armas de Estados Unidos". 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 para las agendas políticas soviéticas, en lugar de reflejar las opiniones reales del liderazgo soviético.

En 1986, el documento de la Agencia Nuclear de Defensa Una actualización de la investigación soviética y la explotación del invierno nuclear 1984-1986 trazó la contribución mínima de investigación [de dominio público] y el uso propagandístico soviético del fenómeno del invierno nuclear.

Hay algunas dudas sobre cuándo la Unión Soviética comenzó a modelar los incendios y los efectos atmosféricos de la guerra nuclear. El ex oficial de inteligencia soviético Sergei Tretyakov afirmó que, bajo la dirección 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, el movimiento ecologista y la revista Ambio desinformación basada en un "informe del fin del mundo" falso de la Academia de Ciencias Soviética por Georgii Golitsyn, Nikita Moiseyev y Vladimir Alexandrov sobre los efectos climáticos de la guerra nuclear. Aunque se acepta que la Unión Soviética explotó la hipótesis del invierno nuclear con fines propagandísticos,La afirmación inherente de Tretyakov de que la KGB canalizó desinformación a AMBIO, la revista en la que Paul Crutzen y John Birks publicaron el artículo de 1982 "Twilight at Noon", no ha sido corroborada hasta 2009. En una entrevista en 2009 realizada por el Archivo de Seguridad Nacional, Vitalii Nikolaevich Tsygichko (analista sénior de la Academia Soviética de Ciencias y modelador matemático militar) afirmó que los analistas militares soviéticos estaban discutiendo la idea del "invierno nuclear" años antes que los científicos estadounidenses, aunque no usaron ese término exacto.

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 en ambos extremos; algunas soluciones se enfocan en prevenir el crecimiento de los incendios y, por lo tanto, limitar la cantidad de humo que llega a la estratosfera en primer lugar, y otras se enfocan en la producción de alimentos con luz solar reducida, con el supuesto de que los peores resultados del análisis del invierno nuclear los modelos resultan precisos y no se presentan 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 de origen nuclear. El informe consideró intentar detener la propagación de incendios mediante la creación de cortafuegos mediante la explosión de material combustible fuera de un área, posiblemente incluso usando armas nucleares, junto con el uso preventivo de quemaduras 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 cabezas de tormenta de fuego masivo y otras nubes que pasaban 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 del invierno nuclear, los autores presentan varias posibilidades de alimentos no convencionales. Estos incluyen bacterias que digieren gas natural, siendo la más conocida Methylococcus capsulatus, que actualmente se usa como alimento en la piscicultura; 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 de Hielo; mayor cultivo de hongos o hongos como los hongos de miel que crecen directamente sobre madera húmeda sin luz solar; y variaciones de la producción de biocombustibles de madera o celulosa, que por lo general ya crean azúcares comestibles/xilitol a partir de celulosa no comestible, como producto intermedio antes del paso final de generación de alcohol.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 de clima frío más convencionales, como las papas, podrían recibir suficiente luz solar en el ecuador para seguir siendo viables.

Almacenamiento de alimentos a gran escala

Para alimentar a partes de la civilización durante un invierno nuclear, se tendrían que realizar grandes reservas de almacenamiento de alimentos antes del evento. Dichas reservas deben colocarse bajo tierra, en elevaciones más altas y cerca del ecuador para mitigar los isótopos radiactivos y los rayos ultravioleta de gran altitud. Las reservas también deben colocarse cerca de las poblaciones con más probabilidades de sobrevivir a la catástrofe inicial. Una consideración es quién patrocinaría el almacenamiento. "Puede haber un desajuste entre los más capaces de patrocinar las reservas (es decir, los ricos antes de la catástrofe) y los que más pueden usar las reservas (los pobres rurales antes de la catástrofe)". El almacenamiento mínimo anual global de trigo es de aproximadamente 2 meses.

Ingeniería climática

A pesar del nombre de "invierno nuclear", los eventos nucleares no son necesarios para producir el efecto climático modelado. En un esfuerzo por encontrar una solución rápida y económica a la proyección de 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, a través de la gestión de la radiación solar (una forma de ingeniería climática) el 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 aproximarse a 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.De acuerdo con los modelos informáticos de umbral del "invierno nuclear", si se inyectan de uno a cinco teragramos de hollín generado por tormentas de fuego en la estratosfera baja, se modela, a través del efecto anti-invernadero, para calentar la estratosfera pero enfriar la troposfera inferior y producir Refrigeración a 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.

Precedentes climáticos potenciales

Efectos climáticos similares al "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. Los efectos del humo en la atmósfera (absorción de onda corta) a veces se denominan efecto "antiinvernadero", y un fuerte análogo es la atmósfera nebulosa 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 realizaban sus primeros estudios sobre el invierno nuclear.

De manera similar, también se cree que los impactos de cometas y asteroides a nivel de extinción también generaron inviernos de impacto por la pulverización de cantidades masivas de polvo fino de roca. Esta roca pulverizada también puede producir efectos de "invierno volcánico", si la roca que contiene sulfato es golpeada en el impacto y se eleva en el aire, y efectos de "invierno nuclear", con el calor de la eyección de roca más pesada que enciende regiones y posiblemente incluso globales. tormentas de fuego forestal.

Esta hipótesis global de "tormentas de fuego de impacto", inicialmente respaldada por Wendy Wolbach, H. Jay Melosh y Owen Toon, sugiere que, como resultado de eventos de impacto masivo, los pequeños fragmentos de eyección del tamaño de un grano de arena creados pueden volver a entrar meteóricamente en la atmósfera formando una capa caliente de escombros globales en lo alto del aire, que podría volver todo el cielo al rojo vivo durante minutos u horas, y con eso, quemar el inventario global completo de material carbonoso sobre el suelo, incluidas las selvas tropicales. Esta hipótesis se sugiere como un medio para explicar la severidad del evento de extinción del Cretácico-Paleógeno, ya que el impacto de un asteroide de aproximadamente 10 km de ancho que precipitó la extinción no se considera lo suficientemente enérgico como para haber causado el nivel de extinción desde el inicio. solo la liberación de energía del impacto.

Sin embargo, el invierno global de tormentas de fuego ha sido cuestionado en años más recientes (2003-2013) por Claire Belcher, Tamara Goldin y Melosh, quienes inicialmente habían apoyado la hipótesis, y esta reevaluación se denominó "debate de tormentas de fuego del Cretácico-Paleógeno". por Belcher.

Los temas planteados por estos científicos en el debate son la baja cantidad percibida de hollín en el sedimento al lado de la capa de polvo de asteroides rica en iridio de grano fino, si la cantidad de eyección que reingresa fue perfectamente global para cubrir la atmósfera, y de ser así, la duración y el perfil del calentamiento de reentrada, si fue un pulso térmico alto de calor o el calentamiento de "horno" más prolongado y, por lo tanto, más incendiario, 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 oleadas posteriores de meteoros.

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 et al. en 2013 fueron críticos con las reevaluaciones que está experimentando la hipótesis.

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, de la misma manera que es difícil determinar la fracción del material encendido directamente por el impacto del meteorito..