UNIVERZA V MARIBORU

PEDAGOŠKA FAKULTETA

ODDELEK ZA GEOGRAFIJO

DAVID D. KEMP,

GLOBAL ENVIRONMENTAL ISSUES

A CLIMATOLOGICAL APPROACH, 1990

 

 

 

Janez Oblak

v Mariboru, 20.12.1995

Kljub dogovorom med velesilami, da bi omejili širjenje nuklearnega orožja, se spekter tega le povečuje. Med besede, ki povzročajo pri ljudeh grozo sedaj spada tudi pojem nuklearna zima, s katero bi se soočili vsi, ki bi preživeli rušilno moč atomske bombe, če bi te eksplodirale v velikem številu po vsem svetu. Po spopadu bi prišlo do številnih sprememb v našem ozračju (kisel dež, izčrpanje ozona in povečane turbolence). Ker pa bi se s tem problemom soočili šele po jederskem spopadu, je o posledicah težko govoriti oziroma jih predvideti, zato so bili znanstveniki bili prisiljeni izdelati modele, s katerimi, bi lahko ugotovili kolikšen bo učinek nuklearne zime, v primeru, če do te le pride.Nuklearna zima se razlikuje od ostalih ozračju škodljivih pojavov tudi zato, ker lahko nastopi v le nekaj dneh in jo je nemogoče preprečiti, ko se konflikt začne. Posledice ozonskih lukenj, kislega dežja in drugih človeku in zemlji škodljivih pojavov pa bodo vidni šele čez desetletja. Če se želimo torej izogniti nuklearni zimi je pogoj, da se izognemo nuklearnemu spopadu, na katerega pa dan danes skoraj nihče več ne računa. Dejstvo pa je, da imajo velesile še vedno dovolj velik potencial, da povzročijo nuklearno zimo celo večkrat.Eksplozija nuklearne bombe ima več stopenj, med katerimi pa je tudi sposobnost, da v ozračje dvigne ogromne količine prahu in dima in jo zato primerjamo z izbruhi vulkanov, ki lahko zastrejo del atmosfere. Ti izbruhi pa so le individualni in zato nimajo večjega učinka na celotno atmosfero, tako se stanje po nekaj dneh ali tednih normalizira. To so potrdili že s testi, leta 1950-60. Več eksplozij lahko povzroči, da pride tudi do ohlajevanja zemlje zaradi onesnaženosti atmosfere, saj sončnim žarkom ni omogočena pot do zemeljske površine.Do leta 1982 temu ni nihče posvečal večje pozornosti, dokler nista Crutzen in Briks, ki sta delala raziskave o vplivu nuklearne zime ugotovila, da je lahko dim v atmosferi tudi tako gost, da bi povzročil mrak ob poldnevu. Temu pa bi sledile spremembe v vremenu in podnebju, porušena bi bila tudi zemljina energijska bilanca. Da so prišli do te ugotovitve so uporabili model, ki je bil prvotno izdelan za raziskovanje vulkanskih izbruhov in njihovih posledic. Rezultati omejenega nuklearnega spopada so bili ohlajevanje zemeljske površine, v zelo kratkem časovnem obdobju. To študijo so poimenovali TTAPS, po njenih raziskovalcih, to so: Turco, Toon, Ackerman, Pollack in Sagan.Hipoteza raziskave je bila, da bi ob morebitnem spopadu dim in prah do tolike mere zapolnila atmosfero, da bi bil prehod kratkovalovnega sončnega sevanja skozi atmosfero onemogočen. Zemlja bi ostala brez glavnega vira energije, temu pa bi sledilo ohlajevanje površine. Model, s katerim so dobili te rezultate je bil zelo poenostavljen in ni bil zmožen izračunati razlik, ki bi nastale nad oceani in kontinenti ter razlik, ki bi se pojavile zaradi različnih lokalnih klimatskih razmer, prav tako ni upošteval velike dinamike atmosfere. Znanstveniki tega projekta so te pomanjklivosti priznali, vendar trdijo, da bodo tudi s temi rezultati dosegli svoj cilj. V svojem scenariju so uporabili 5000 megatonsko vojno, katere glavne tarče so bile (75% vojaški objekti in 25% urbana naselja,..). Pri tem je potrebno poudariti, da je bila na Hirošimo vržena le 15 kilotonska bomba. Večino prahu in dima bi se v atmosfero dvignilo zaradi požarov, ki bi nastali po spopadu. Ta številka bi znašala približno 225 miljonov ton, saj bi gorelo kakšnih 750 000 kvadratnih kilometrov gozdnih površin. Delci, ki bi se dvignili nad mesti, predvsem tistimi, ki imajo veliko industrije (naftne, papirne, lesne, plastične,...) bi znašali več kot 960 miljonov ton, 80% teh delcev bi doseglo celo stratosfero. TTAPS trdi, da bi že po manjšem spopadu 100 megaton, če bi bil ta koncentriran na mesta povzročilo temperature pod nič stopinj celzija v poletnih mesecih. To bi se najprej zgodilo na severni hemisferi, kjer je predvidenih največ eksplozij atomskih bomb in šele čez nekaj tednov bi oblaki, ki povzročajo ohlajevanje prekrili tudi južno hemisfero in s tem celotno zemljo. V tem prvem obdobju, ki bi trajalo nekaj tednov, bi le slabih 5% kratkovalovnega sončnega sevanja doseglo zemeljsko površje. V naslednjih tednih pa bi se v atmosferi začeli procesi strjevanja delcev (koagulacije) in pa padavine, ki bi nekaj teh izprale iz ozračja. Približno tri tedne po nuklearnem spopadu, bi se temperature neglede na letni čas spustile pod -20 stopinj celzija. Tako nizke temperaturne razmere, bi lahko trajale več kot leto dni in bi bile milejše (od 1 do 3 stopinje celzija) le nad oceani, zaradi ogromnih količin toplote, ki jih ti vsebujejo. Zaradi velikih temperaturnih razlik med oceani in kontinenti pa bi prišlo do stalnih monsunov in ostalih velikih vetrov, ki bi mešali zrak in onesnaženost širili tudi na južno hemisfero. Tudi vertikalna temperaturna zgradba bi se spremenila, zaradi gostega dima, ki bi obkrožal zemljo. Na zgornjem delu oblakov, bi se veliko kratkovalovnih žarkov sicer odbilo, dosti večjo količino pa bi ti absorbirali in s tem povzročili segrevanje v nižji stratosferi in višji troposferi. Prišlo bi do povečane stratosferične inverzije. Posledice tega je težko predvideti. Takšne razmere bi zagotovo onemogočale hitrejšo razpršitev onesnaženih delcev, prišlo bi tudi do zmanjšanja padavin kljub velikim količinam pare v zraku.V atmosfero pa bi ob nuklearnem spopadu prišle tudi ogromne količine ogljikovega dioksida in drugih plinov, ki uničujejo ozon. To bi povzročilo zmanjšanje ozona in njegove sposobnosti, da ščiti zemljo pred sevanjem iz vesolja, vendar ta sprememba ne bi vplivala na podnebje, in o efektu toplotne grede po spopadu ne bi mogli več govoriti. Posledice nuklearne zime pa bi bile seveda vidne na zemljinih ekosistemih, ki bi bili prav tako katastrofalni.Ta prvi poizkus ugotavljanja posledic nuklearne zime pa je naletel na nasprotovanja. Raziskave in ugotovitve teh znanstvenikov so bile iz strani drugih raziskovalcev ocenjene kot netočne in pretirane. V osnovi se kritiki delijo na tri glavne skupine. Prva skupina je bila zelo kritična do neznanstvenega pristopa, kateremu je manjkal tudi pravi model atmosfere, saj so bili ti izračuni opravljeni v eno dimenzionalnem modelu. Druga skupina je sprejela osnovne hipoteze in posledice učinka nuklearne zime, vendar je na podlagi izboljšanih modelov želela preveriti rezultate. Tretja skupina znanstvenikov pa je želela raziskati posledice za družbo.Prva skupina znanstvenikov je z drugačnim pristopom prišla do podatkov, ki niso bili tako zastrašujoči. Polemike med raziskovalci so sprožale predvsem količine delcev, ki bi se dvignili v ozračje.Te količine so z ostalimi teorijami močno zmanjšali. Poudarek pa je bil tudi na sposobnosti atmosfere, da se očisti teh delcev. Navedel bom nekaj teorij, ki so bile razvite kasneje in spodbijajo katastrofalne posledice nuklearne zime, temeljijo pa na sposobnosti atmosfere, da se sama očisti. Če sončni žarki ne bi mogli skozi dimno pregrado v atmosferi, to pomeni, da tudi sevanje, ki ga oddaja zemlja ne bi moglo zapustiti atmosfere in bi z tem pripomoglo k višjim temperaturam.Seveda pa je tudi zelo pomembno katere valovne dolžine ti delci absorbirajo in katere ne, oziroma kakšni so ti delci. Velik del atmosfere bi se očistil tudi z procesom koagulacije, saj, ko bi se majhni delci združevali in postajali težji, bi ti izpadli iz oblakov in s tem reducirali onesnaženost. Ta proces bi pospeševale tudi ogromne količine vodne pare, ki bi se tudi nahajale v atmosferi. Vodna para v atmosferi ima sposobnost absorbiranja infrardečih žarkov in bi tudi s tem zmanjšala ohlajevanje zemlje.Glavni razlog za nepravilne izračune bi naj bil nepravilen model, saj je bil ta v TTAPS raziskavi eno dimenzionalen in ni mogel upoštevati manjših a pomembnih sprememb, ki bi nastale po številnih nuklearnih eksplozijah. Ta model ni upošteval temperaturnih razlik med oceani in kontinenti, kar pa je velika pomankljivost, če primerjamo površinsko porazdelitev kopnega in morja ter njuni površini. Ti modeli so dobri v primeru, da proučujemo posledice nuklearne zime v različnih delih atmosfere (vertikalno), imajo pa omejeno možnost predvidevanja sprememb v celotni atmosferi.Iz teh razlogov so razvili najprej dvo dimenzionalen in kasneje še tro dimenzionalen model. Modeli (3-D) se drugače še imenujejo (GCMs) in lahko upoštevajo skoraj vse elemente dinamične atmosfere, ne morejo pa dovolj natančnio izračunati sevanja, v ta namen uporabimo model 1-D.Novejši modeli so potrjevali prvotne rezultate, ki so jih dobili v raziskavi TTAPS, vendar so bili podatki o padcu povprečne temperature manjši, to pa predvsem zato, ker so modeli upoštevali ogromne količine energije, ki je shranjena v oceanih.Izdelan pa je bil tudi model NCAR, ki je lahko za vsak del zemlje izračunal rezultatre in sicer do višine 30 km in 5 stopinj geografske širine in 7 stopinj geografske dolžine. Dobljeni rezultati pa so govorili o nuklearni spomladi in ne zimi, saj bi se atmosfera stabilizirala že po tridesetih dneh in temperature ne bi bile tako nizke, tudi če bi nuklearni spopad vseboval 6500 megatonsko moč.Vsi ti modeli pa imajo eno napako in to je naše neznanje o zemljini atmosferi in zato, dokler ta ne bo raziskana popolnoma, nikdar ne bomo mogli ugotoviti kakšne bi lahko bile posledice nuklearne zime in kako hitro, bi se atmosfera lahko očistila.Posledice nuklearne zime za okolje in družbo pa je preučevala tretja skupina raziskovalcev. Do sledečih ugotovitev je prišla skupina raziskovalcev leta 1983, torej so raziskovali vpliv nuklearne zime vzporedno z projektom TTAPS.Domnevali so, da bo zaradi velikega števila nuklearnih eksplozij bila uničena zemljina biosfera in njeni sistemi, ki dajejo civilizacijam možnosti preživetja. Med vrstami, ki bi bile pred izumrtjem ni manjkala vrsta homo sapiens. .Za nadaljna raziskovanja so morali uporabiti že dobljene rezultate teorij. Tudi če ne bi upoštevali, da bo nuklearna zima takšna kot jo predvideva TTAPS scenarij in bi temperature padle le za desetino, bi lahko prišlo do širšega uničenja pridelka, vegetacije,... S pomanjkanjem sončne energije (svetlobe), ki je potrebna za rastline, da te opravljajo fotosintezo, bi prišlo do pomanjkanja proizvodnje kisika. Ta proizvodnja bi bila celo tako minimalna, da ne bi zadoščala niti metaboličnim potrebam rastlin in bi tako rast teh zavrla oziroma nekatere rastline bi izginile iz zemeljskega površja. Za vegetacijo na severni hemisferi tudi ne bo vseeno, kdaj bi prišlo do spopada. Če bi se ta zgodil v mesecih rasti vegetacije, bi bile posledice dosti hujše, kot pa če bi do spopada prišlo pozimi, ko so temperature nizke in rastje miruje. Tropskemu rastju pa grozi uničenje neglede na letni čas, zato, ker ta vegetacija ni odporna v tolikšni meri na padec temperature, kot vegetacija na severu Evrope, Azije, Amerike.

Obmorski ekosistemi bi lažje vzdržali padec temperature zaradi bližine oceanov, ki bi jim nudili toploto. Na teh področjih pa ne grozi rastju uničenje zaradi nizkih temperatur, pač pa zaradi močnih vetrov, ki bi se pojavljali kot nam znani monsuni, le da bi bili močnejši. Rastline v obmorskih pasovih bi imele dosti boljše razmere za normalizacijo, kot pa tiste v notranjosti kontinentov.Pomanjkanju prostora, kjer bi gojili pridelke potrebne za preživetje, pa bi sledila lakota, ki je opisana kot ena izmed največjih posledic nuklearne vojne.Kljub novejšim raziskavam, ki so nekoliko bolj optimistične glede katastrofalnega učinka, je dejstvo, da nuklearne zime ne smemo zanemarjati. Izračunano je bilo, da bi se temperature znižale na približno 5 do 15 stopinj celzija in te v poletnem obdobju ne bi bile pod nič stopinj. Dež, ki bi počasi izpiral prašne delce iz atmosfere, bi naj v prvih tridesetih dneh po konfliktu izpral že kar 20 do 50 odstotkov vsega prahu (na severni hemisferi). Ti rezultati so ublažili prvotne študije, ki so nam napovedovali katastrofalno nuklearno zimo.

Menim, da je poglavje nuklearne zime zelo dobro obdelano. Raziskavam lahko sledimo od začetka (1980) pa do raziskav, ki so bile opravljene preden je izšla knjiga (1990). Vsak citat oziroma ugotovitev je označena z avtorjem in letnico. Imel pa sem probleme vse te medsebojno povezovati, ker je teh citatov malo preveč. Poglavje je pisano zelo jasno in v razumljivem jeziku (ni preveč strokovnih terminov). Če je avtor želel združiti vsa pomembna raziskovanja in prikazati povprečje učinka nuklearne zime mu je to pravgotovo uspelo. Razlago in dejstva pa so poenostavili grafi. Za pomanjkljivost smatram edino to, da avtor ni predstavil modela s katerim se računajo posledice nuklearne zime. Povedal je da so bili eno, dvo in trodimenzionalni, vendar ne vem ali so bili ti narejeni z računalniško simulacijo ali pa na drug preprostejši način. Dobro so bili predstavljeni vsi vplivi na atmosfero, vegetacijo in družbo. Da pa se rezultati tako pomembnih raziskav razlikujejo me ni nič presenetilo, ker so na tem področju možne velike manipulacije podatkov in s tem prikazovanja razmer kakršne so v interesu države. Res pa je da so nekateri rezultati (TTAPS) napačni verjetno zaradi uporabe eno dimenzionalnega modela atmosfere. Kljub tem in podobnim poizkusom prikaza posledic jederskega spopada, pa menim, da je nuklearna zima najmanj znana človeštvu, saj so že vse ostale od rušilne moči pa do sevanja in lakote dovolj hude.