Мы уже упоминали о том, что кроме выброшенных в атмосферу во время ядерных взрывов частиц туда же попадет и много дыма. Поэтому прозрачность атмосферы для солнечного излучения еще больше уменьшится. Эта проблема является очень важной. Впервые на нее указали американские ученые Крутцен и Беркс в 1982 году. Они попытались рассчитать количество дыма, которое попадет в атмосферу в результате ядерного конфликта. Они получили неутешительные цифры. Оказалось, что дыма будет очень много, что обязательно вызовет существенное ослабление фотосинтеза. Ясно, что изменения климата при этом неизбежны.
Отечественные ученые разрабатывали модели аэрозольных катастроф значительно раньше (Будыко, 1969). Из этих разработок однозначно следовало, что аэрозольная климатическая катастрофа может возникнуть и как следствие деятельности человека. В 1982–1983 годы эти авторы однозначно заключили, что ядерная война приведет к глобальным климатическим последствиям, которые будут губительными для биосферы.
Наши и американские ученые работали над проблемой влияния ядерного конфликта на изменение климата в глобальном масштабе параллельно. Правда, они время от времени встречались на специально организованных симпозиумах и там обсуждали полученные результаты. Такие встречи происходили довольно часто. Так, в мае 1983 года состоялся IX Конгресс Всемирной метеорологической организации, где проблема была поднята при обсуждении вопроса «Метеорология и общество», 16–18 мая того же 1983 года в Москве состоялась Всесоюзная конференция советских ученых «За мир и избавление человечества от ядерной угрозы». На этой конференции наши ученые А. М. Обухов и Г. С. Голицын представили доклад «Возможные атмосферные последствия ядерного конфликта». В нем были сформулированы основные результаты, показывающие, что последствия ядерного конфликта будут катастрофическими. Осенью 1983 года в Вашингтоне состоялась конференция по биологическим последствиям ядерного конфликта. Здесь впервые заговорили о «ядерной зиме». На конференции были представлены и результаты расчетов по моделям общей циркуляции, которые были проведены в Вычислительном центре АН СССР. Параллельно обсуждались результаты модельных расчетов, выполненных в Национальном центре атмосферных исследований США. Результаты, полученные советскими и американскими учеными, оказались очень близкими. Из них следовало, что после ядерного столкновения во внутриконтинентальных областях произойдет значительное понижение температуры подстилающей поверхности. По расчетам, здесь температура понизится ниже точки замерзания воды.
Проблему влияния ядерного конфликта на климат решали не только советские и американские специалисты, но и ученые Канады, Англии, ФРГ, Австралии и ряда других стран. И по их расчетам ядерный конфликт вызывает глобальную катастрофу и будет иметь губительные последствия для биосферы (а значит, и для человека).
Специалисты рассматривают проблему не вообще, а некоторые конкретные цепочки событий. Они назвали это «сценариями». Здесь без быстродействующих компьютеров с огромной памятью не обойтись. А компьютеру надо задавать конкретные цифры и формулы (алгоритмы), которые отражали бы взаимодействия различных элементов и блоков климатической системы и ее взаимодействия с факторами, которые действуют на нее извне. Поэтому было просчитано большое число таких сценариев, которые по возможности основывались на реальных фактах и ситуациях.
Прежде всего надо было задать начальные условия ядерного конфликта. Это количество ядерных взрывных устройств, их мощность, распределение по территории, пространственная плотность и так далее. Все сценарии (а их было обсчитано десятки) мы обсуждать не будем, тем более что у всех них есть много общего. Нам важно описать главные полученные результаты.
Во всех сценариях ядерного глобального конфликта предполагалось, что ядерные заряды обеих сторон могут быть использованы как против военных объектов (целей), так и против экономического потенциала противника. Это значит, что ядерные заряды предназначались и для нанесения ударов по городам и пригородам. Считалось, что подземные цели будут поражаться путем проведения очень мощных наземных ядерных взрывов (мощность до 20 мегатонн). Для поражения наземных объектов достаточно ядерных зарядов мощностью до полутонны.
Напомним, что мощность атомной бомбы, которая была сброшена в августе 1945 года на Хиросиму, составляла всего 12 кг эквивалентной мощности тринитротолуола (ТНТ). На Нагасаки была сброшена атомная бомба мощностью 20 кг. В настоящее время в мире накоплено более 50 000 единиц зарядов ядерного оружия. Суммарная мощность этого добра не менее 12 000 мегатонн (то есть миллионов тонн). Проводя расчеты, ученые принимали, что во время ядерного конфликта будет взорвана половина всех заготовленных впрок ядерных зарядов. Кроме того, исследователи полагали, что половина из взрывных зарядов будет взорвана на поверхности Земли. Где будет взорван ядерный заряд — очень важно не только для поражения цели. Это важно и для рассматриваемой нами проблемы, поскольку от этого зависит количество образовавшейся пыли, вероятность возникновения пожаров, а значит и дыма, который будет заброшен в атмосферу. От этого зависит и непосредственный нагрев атмосферного воздуха энергией взрыва. Так, при наземных взрывах или же при взрывах ядерных зарядов вблизи земной поверхности (не выше одного километра) в земле образуются глубокие воронки (кратеры). При этом, естественно, выбрасывается огромное количество грунта, который становится источником аэрозольного слоя в атмосфере и пыльных бурь.
Когда взрывы происходят в воздухе (при этом огненный шар взрыва не должен касаться земной поверхности), то основными поражающими факторами являются ударная волна и световое излучение. Именно световое излучение вызывает пожары на огромных площадях в городах и особенно в лесах. Представляют особую опасность в этом отношении газовые и нефтяные промыслы. Пожары на этих промыслах дадут очень много дыма, который пойдет на образование аэрозольного слоя. Таким образом, имеется достаточно много источников большого количества дыма и различных газообразных веществ. Они будут выброшены при взрывах и образуются при пожарах и сформируют мощный аэрозольный слой.
Один из наших ведущих специалистов, участвующих в решении данной проблемы, Ю. А. Израэль составил таблицу (перечень) географических (экологических) последствий основных крупномасштабных поражающих факторов ядер-ных взрывов. Он выделил следующие крупномасштабные эффекты (поражающие факторы) и возможные последствия их действия.
1. Загрязнение биосферы радиоактивными продуктами. Последствия: изменение электрических свойств атмосферы, изменение погоды и изменение свойств ионосферы.
2. Загрязнение атмосферы аэрозольными продуктами. Последствия: изменение оптических свойств атмосферы и в результате рассеяние и поглощение солнечного излучения, что приведет к изменению погоды и климата.
3. Загрязнение атмосферы различными газообразными веществами (метаном, этиленом, тропосферным озоном и т. д.). Такое же загрязнение тропосферы и верхней атмосферы. Последствия: изменение оптических свойств атмосферы, изменение погоды и климата, изменение радиационных свойств верхней атмосферы, разрушение озонного слоя, изменение возможности прохождения ультрафиолетового излучения к поверхности Земли, изменение климата.
4. Изменение отражательной способности поверхности Земли. Последствия: изменения климата.
Из приведенного перечня видно, что большинство крупномасштабных эффектов ядерных взрывов в конце концов ведет не только к изменениям погоды и климата, но и к другим серьезным географическим последствиям. Конкретизируем указанные процессы.
Когда ядерные взрывы происходят на поверхности Земли или вблизи нее, то в воздух выбрасывается огромное количество грунта (пыли). На одну килотонну мощности ядерного взрыва выбрасывается до 5 тысяч тонн грунта (пыли). Небольшая часть выброшенной пыли испаряется. Но она не исчезает, а превращается в высокодисперсную аэрозольную фракцию со средним размером аэрозолей в доли микрометра. Хотя доля испарившегося грунта (породы, пыли) и небольшая, но при мощности наземных взрывов 2500 Мт общее количество такого испарившегося вещества (и затем превратившегося в очень мелкие частицы аэрозоля) весьма внушительна — 40–60 Мт.