El invierno nuclear es un efecto de enfriamiento climático global severo y prolongado que, según la hipótesis [1] [2], ocurre después de tormentas de fuego generalizadas después de una guerra nuclear a gran escala . [3] La hipótesis se basa en el hecho de que tales incendios pueden inyectar hollín en la estratosfera , donde puede impedir que parte de la luz solar directa llegue a la superficie de la Tierra. Se especula que el enfriamiento resultante provocaría hambrunas y malas cosechas generalizadas . [4] [5] 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, [6] junto con los modernos observaciones de incendios forestales naturales en grandes áreas: tormentas de fuego . [3] [7] [8]
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 predecía que las emisiones de NOx generadas por bolas de fuego devastarían la capa de ozono estaba perdiendo credibilidad. . [9] Fue dentro de 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. [10] [11] En estos escenarios modelo, se supuso que se formaban varias nubes de hollín que contenían cantidades inciertas de hollín sobre ciudades, refinerías de petróleo y más silos de misiles rurales . Una vez que los investigadores deciden la cantidad de hollín, se modelan los efectos climáticos de estas nubes de hollín. [12] El término "invierno nuclear" fue un neologismo acuñado en 1983 por Richard P. Turco en referencia a un modelo informático unidimensional creado para examinar la idea del "crepúsculo nuclear". Este modelo proyectó que cantidades masivas de hollín y humo permanecerían en el aire durante unos años, provocando una grave caída de la temperatura en todo el planeta.
Después del fracaso de las predicciones sobre los efectos de los incendios petroleros de Kuwait de 1991 realizadas por el principal equipo de climatólogos que defienden 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 de nuevo a publicar los resultados de los modelos informáticos. Estos modelos más nuevos producen los mismos hallazgos generales que los antiguos, 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. [6] [13] 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. [14] Robock y sus colaboradores han modelado el efecto sobre la producción mundial de alimentos y proyectan que la inyección de más de 5 Tg de hollín en la estratosfera conduciría a una escasez masiva de alimentos que persistiría durante varios años. Según su modelo, la producción ganadera y de alimentos acuáticos no podría compensar la reducción de la producción agrícola en casi todos los países, y las medidas de adaptación, como la reducción del desperdicio de alimentos, tendrían un impacto limitado en el aumento de las calorías disponibles. [15] [16]
Como no es necesario detonar dispositivos nucleares para provocar una tormenta de fuego, el término "invierno nuclear" es un nombre poco apropiado. [17] La mayoría de los artículos 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 modelado por computadora en los artículos sobre el invierno nuclear es el agente forzante del clima que es el hollín de las tormentas de fuego, un producto que puede encenderse y formarse mediante innumerables medios. [17] Aunque rara vez se discute, los defensores de la hipótesis afirman que el mismo efecto de "invierno nuclear" ocurriría si se encendieran 100 tormentas de fuego convencionales a gran escala. [18]
Un número mucho mayor de tormentas de fuego, miles, [ verificación fallida ] 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 de armas nucleares de explosión aérea de contravalor durante una guerra total entre Estados Unidos y la Unión Soviética . Este mayor número de tormentas de fuego, que en sí mismas no están modeladas, [12] se presentan como causantes de condiciones de invierno nuclear como resultado del humo introducido en varios modelos climáticos, con profundidades de enfriamiento severo que duran hasta una década. Durante este período, las caídas de la temperatura promedio en verano podrían ser de hasta 20 °C (36 °F) en las principales regiones agrícolas de EE. UU., Europa y China, y hasta 35 °C (63 °F) en Rusia. [19] 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, disipándose gradualmente a lo largo de varias décadas. [20]
En el nivel fundamental, desde que se capturaron evidencia fotográfica de nubes altas, [21] se sabía que las tormentas de fuego podían inyectar humo/ aerosoles de hollín en la estratosfera, pero la longevidad de esta gran cantidad de aerosoles era una gran incógnita. Independientemente del equipo que sigue publicando modelos teóricos sobre el invierno nuclear, en 2006, Mike Fromm, del Laboratorio de Investigación Naval , descubrió experimentalmente que cada ocurrencia natural de una tormenta de fuego forestal masiva, mucho mayor que la observada en Hiroshima, puede producir "nucleares" menores. efectos "invernales", con una caída casi inconmensurable de las temperaturas superficiales de corta duración, aproximadamente un mes, confinada al hemisferio en el que se quemaron. [22] [23] [24] Esto es algo análogo a las frecuentes erupciones volcánicas que inyectan sulfatos a la estratosfera y, por lo tanto, producen efectos volcánicos invernales menores, incluso insignificantes .
Un conjunto de instrumentos de monitoreo de hollín de tormentas de fuego basados en satélites y aviones 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. [25] [26] [27] [28] [29] 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 del invierno nuclear. [ cita necesaria ]
Actualmente, a partir de datos de seguimiento por satélite, parece que los aerosoles de humo estratosférico se disipan en un lapso de tiempo inferior a aproximadamente dos meses. [27] 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. [27]
El escenario del invierno nuclear supone que 100 o más tormentas de fuego en las ciudades [30] [31] son provocadas por explosiones nucleares , [32] y que las tormentas de fuego levantan grandes cantidades de humo de hollín hacia la troposfera superior y la estratosfera inferior mediante el movimiento ofrecido por los pirocumulonimbos. Nubes que se forman durante una tormenta de fuego. A 10 a 15 kilómetros (6 a 9 millas) sobre la superficie de la Tierra, la absorción de la luz solar podría calentar aún más el hollín del humo, elevando parte o la totalidad del mismo 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, provocando que las temperaturas de la superficie bajen drásticamente. En este escenario lo predice [ ¿quién? ] que las temperaturas del aire en 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 estratosfera alta que produce el efecto anti-invernadero fue denominada "Smokeosfera" por Stephen Schneider et al. en su artículo de 1988. [2] [33] [34]
Aunque es común en los modelos climáticos considerar tormentas de fuego en las ciudades, éstas no necesitan ser encendidas por dispositivos nucleares; [17] Las fuentes de ignición más convencionales pueden ser, en cambio, la chispa de las tormentas de fuego. Antes del efecto de calentamiento solar mencionado anteriormente, la altura de la inyección de 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. [31] Por ejemplo, la nube en forma de hongo de la bomba lanzada sobre Hiroshima alcanzó en pocos minutos una altura de seis kilómetros (tropósfera media) y luego se disipó debido a los vientos, mientras que los incendios individuales dentro de la ciudad tardaron casi tres horas en formarse. una tormenta de fuego y produjo una nube de pirocúmulos , una nube que se supone que alcanzó alturas en la troposfera superior, ya que durante sus múltiples horas de combustión, la tormenta de fuego liberó aproximadamente 1000 veces la energía de la bomba. [35]
Como los efectos incendiarios de una explosión nuclear no presentan ningún rasgo especialmente característico, [36] aquellos con experiencia en bombardeos estratégicos estiman que, como la ciudad era un peligro de tormenta de fuego, la misma ferocidad del fuego y los daños a los edificios producidos en Hiroshima por uno 16 Una bomba nuclear de 1,2 kilotones de un solo bombardero B-29 podría haberse producido mediante el uso convencional de alrededor de 1,2 kilotones de bombas incendiarias de 220 B-29 distribuidos por la ciudad. [36] [37] [38]
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 de Hamburgo, más intensa y con iluminación convencional , 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 potencialmente colocaron un cinco por ciento más de humo en la estratosfera que los hipotéticos 100 incendios nucleares analizados en los modelos modernos. [18] Si bien se cree que los efectos de enfriamiento climático modelados por la masa de hollín inyectada en la estratosfera por 100 tormentas de fuego (de uno a cinco millones de toneladas métricas ) habrían sido detectables con instrumentos técnicos en la Segunda Guerra Mundial, el cinco por ciento de eso sería No habría sido posible observarlo en ese momento. [18]
La escala de tiempo exacta de cuánto tiempo permanece este humo y, por lo tanto, con qué gravedad afecta el clima una vez que llega a la estratosfera, depende de los procesos de eliminación tanto químicos como físicos. [12]
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 después de la dispersión de la columna convectiva , donde el humo ya no está. concentrado y, por lo tanto, se cree que la "eliminación húmeda" es muy eficaz. [39] Sin embargo, estos mecanismos eficientes de eliminación en la troposfera se evitan en el estudio Robock de 2007, donde se modela el calentamiento solar para elevar rápidamente el hollín a la estratosfera, "desentrenando" o separando las partículas de hollín más oscuras del agua más blanca de las nubes de fuego. condensación . [40]
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 coagula con otras partículas a través del movimiento browniano , [12] [41] [42] y cae de la atmósfera. mediante deposición seca impulsada por la gravedad , [42] y el tiempo que tarda el "efecto forético" en mover las partículas coaguladas a un nivel más bajo en la atmósfera. [12] 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 la eliminación dependen de la capacidad de la química atmosférica para oxidar el componente carbonoso del humo, mediante reacciones con especies oxidativas como el ozono y los óxidos de nitrógeno , los cuales se encuentran en todos los niveles de la atmósfera . ] [44] 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 son una mezcla diferente de aerosoles , en este caso aerosoles de azufre estratosféricos y cenizas volcánicas de erupciones de megavolcanes , parecen estar en la escala de tiempo de uno a dos años, [45] sin embargo aerosol-atmósfera Las interacciones aún no se comprenden bien. [46] [47]
Los aerosoles de hollín pueden tener una amplia gama de propiedades, así como formas complejas, lo que dificulta determinar la evolución de su valor de profundidad óptica atmosférica . Se cree que las condiciones presentes durante la creación del hollín son considerablemente importantes en cuanto a sus propiedades finales, ya que el hollín generado en el espectro más eficiente de eficiencia de combustión se considera casi " negro de carbón elemental ", mientras que en el extremo más ineficiente del espectro de combustión. , hay 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 recubrir las partículas de carbón negro más puro. [48] [49] [50] Sin embargo, como el hollín de mayor importancia es el que es inyectado a las mayores altitudes por la piroconvección de la tormenta de fuego (un fuego que se alimenta con vientos de aire con fuerza de tormenta), se estima que el La mayoría del hollín en estas condiciones es carbón negro más oxidado. [51]
Un estudio presentado en la reunión anual de la Unión Geofísica Americana 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 usarían 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 en grandes zonas de América del Norte y Eurasia, incluida la mayoría de las regiones productoras de cereales. El enfriamiento duraría años y, según la investigación, podría ser "catastrófico", [20] [56] perturbando la producción agrícola y la recolección de alimentos, en particular en los países de latitudes más altas. [57] [15]
Las detonaciones nucleares producen grandes cantidades de óxidos de nitrógeno al descomponer el aire que las rodea. Luego estos se elevan hacia arriba mediante convección térmica. Al llegar a la estratosfera, estos óxidos de nitrógeno son capaces de degradar catalíticamente el ozono presente en esta parte de la atmósfera. El agotamiento del ozono permitiría que una intensidad mucho mayor de radiación ultravioleta dañina del sol llegue al suelo. [58]
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 y la 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. [59] El estudio modelado por computadora analizó una guerra nuclear entre los dos países que involucraba 50 dispositivos nucleares del tamaño de Hiroshima en cada lado, produciendo incendios urbanos masivos y lanzando hasta cinco millones de toneladas métricas de hollín a unas 50 millas (80 km). hacia la estratosfera . El hollín absorbería suficiente radiación solar para calentar los gases circundantes, aumentando la degradación de la capa de ozono estratosférico que protege a la Tierra de la dañina radiación ultravioleta, con una pérdida de hasta un 70% de ozono en las altas latitudes del norte. [60]
Un "verano nuclear" es un escenario hipotético en el que, después de que un invierno nuclear causado por aerosoles insertados en la atmósfera que impedirían que la luz solar alcance niveles inferiores o la superficie, [61] ha disminuido, se produce un efecto invernadero debido al dióxido de carbono. liberado por combustión y metano liberado por la descomposición de la materia orgánica , como los cadáveres que se congelaron durante el invierno nuclear. [61] [62]
Otro escenario hipotético más secuencial, tras la sedimentación de la mayoría de los aerosoles en 1 a 3 años, el efecto de enfriamiento sería superado por un efecto de calentamiento debido al efecto invernadero , 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 provenientes de la combustión, seguidos de más emisiones provenientes de 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. [61]
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. [62]
En 1952, unas 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 mayor 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 una explosión. [69]
Las implicaciones para la defensa civil de numerosas explosiones de bombas de hidrógeno de alto rendimiento en la superficie en islas del 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 "Las bombas nucleares y el clima" dice: "Se sabe que el polvo levantado en severas erupciones volcánicas , como la del Krakatoa en 1883, causa una reducción notable de la luz solar que llega a la Tierra... La cantidad La cantidad de desechos [del suelo u otra superficie] que quedan en la atmósfera después de la explosión de incluso las armas nucleares más grandes probablemente no sea más que aproximadamente el uno por ciento de la generada por la erupción del Krakatoa. Además, los registros de radiación solar revelan que ninguna de las partículas nucleares Las explosiones hasta la fecha han dado lugar a cualquier cambio detectable en la luz solar directa registrada en el suelo". [70] En 1956 , la Oficina Meteorológica de Estados Unidos consideró concebible que una guerra nuclear lo suficientemente grande con detonaciones superficiales de alcance de megatones podría levantar suficiente suelo como para causar una nueva edad de hielo . [71]
El memorando de la corporación RAND de 1966 , The Effects of Nuclear War on the Weather and Climate, de ES Batten, si bien analiza principalmente los posibles efectos del polvo de las explosiones en la superficie, [72] señala que "además de los efectos de los escombros, se produjeron extensos incendios provocados por detonaciones nucleares". podría 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." [73]
En el libro del Consejo Nacional de Investigación (NRC) de los Estados Unidos, Long-Term Worldwide Effects of Multiple Nuclear-Weapons Detonations, 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, considerando 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 naturaleza más dramática". [63] [74] [75]
En el informe de 1985, Los efectos sobre la atmósfera de un importante intercambio nuclear , el Comité sobre los efectos atmosféricos de las explosiones nucleares sostiene que una estimación "plausible" de la cantidad de polvo estratosférico inyectado tras una explosión en la superficie de 1 Mt es de 0,3 teragramos. de los cuales el 8 por ciento estaría en el rango micrométrico . [76] El enfriamiento potencial causado por el polvo del suelo se analizó nuevamente en 1992, en un informe de la Academia Nacional de Ciencias de EE. UU. (NAS) [77] sobre geoingeniería , que estimaba que alrededor de 10 10 kg (10 teragramos) de polvo de suelo estratosférico inyectado con Se necesitarían dimensiones de grano de partículas de 0,1 a 1 micrómetro para mitigar el calentamiento debido a una duplicación del dióxido de carbono atmosférico , es decir, para producir ~2 °C de enfriamiento. [78]
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 . Siguiendo estudios sobre los efectos potenciales de los NOx generados por el calor de los motores en la estratosfera que volaban aviones de Transporte Supersónico (SST) 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 , una completa- El intercambio nuclear a gran escala podría provocar el agotamiento de la capa de ozono, sometiendo posiblemente a la Tierra a radiación ultravioleta durante un año o más. [74] [79] En 1975, la hipótesis de Hampson "condujo directamente" [11] a que el Consejo Nacional de Investigación (NRC) de los Estados Unidos informara sobre los modelos de agotamiento de la capa de ozono después de una guerra nuclear en el libro Long-Term Worldwide Effects of Multiple Nuclear- Detonaciones de Armas . [74]
En la sección de este libro de la NRC de 1975 relativa a la cuestión de los NOx generados por las bolas de fuego y la pérdida de la capa de ozono a partir de ellas, la NRC presentó cálculos modelo de principios a mediados de la década de 1970 sobre los efectos de una guerra nuclear con el uso de grandes cantidades de múltiples -detonaciones 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. [63] [80]
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. [81] 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 exoneradas del agotamiento del ozono, después de los cálculos del modelo al principio alarmantes de la época. [82] De manera similar, un artículo de 1981 encontró que los modelos sobre la destrucción del ozono de una prueba y las mediciones físicas tomadas estaban en desacuerdo, ya que no se observó destrucción. [9]
En total, alrededor de 500 Mt fueron detonadas atmosféricamente entre 1945 y 1971, [83] alcanzando su punto máximo en 1961-1962, cuando los Estados Unidos y la Unión Soviética detonaron 340 Mt en la atmósfera. [84] Durante este pico, con las detonaciones de alcance de varios megatones de las series de pruebas nucleares de las dos naciones, en un examen exclusivo, se liberó un rendimiento total estimado en 300 Mt de energía. Debido a esto, se cree que 3 × 10 34 moléculas adicionales de óxido nítrico (alrededor de 5.000 toneladas por Mt, 5 × 10 9 gramos por megatón) [81] [85] han entrado en la estratosfera, y mientras que el agotamiento del ozono del 2,2 por ciento fue Observado en 1963, el descenso había comenzado antes de 1961 y se cree que fue causado por otros efectos meteorológicos . [81]
En 1982, el periodista Jonathan Schell, en su popular e influyente libro El destino de la Tierra , presentó al público la creencia de que las bolas de fuego generadas por NOx destruirían la capa de ozono hasta tal punto que las cosechas se arruinarían debido a la radiación solar ultravioleta y luego describió el destino de manera similar. de la Tierra, a medida que la vida vegetal y acuática se extingue. En el mismo año, 1982, el físico australiano Brian Martin , que mantenía correspondencia frecuente con John Hampson, quien había sido en gran parte responsable de gran parte del examen de la generación de NOx, [11] escribió una breve sinopsis histórica sobre la historia del interés en los efectos del NOx directo generado por 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 resultado de cualquier misil antibalístico ampliamente utilizado ( ABM-1 Galosh ). sistema. [86] Sin embargo, Martin finalmente concluye que es "poco probable que en el contexto de una guerra nuclear importante" la degradación del ozono sea motivo de grave preocupación. Martin describe las opiniones sobre la posible pérdida de ozono y, por tanto, el aumento de la luz ultravioleta que conduciría a la destrucción generalizada de cultivos, como defiende Jonathan Schell en El destino de la Tierra , como muy improbables. [63]
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 estratosféricos generados de forma natural y antropogénica, según Robert P. Parson. en la década de 1990. [87]
La primera sugerencia publicada de que el enfriamiento del clima podría ser un efecto de una guerra nuclear parece haber sido presentada originalmente por Poul Anderson y FN Waldrop en su cuento "Tomorrow's Children", en la edición de marzo de 1947 de la revista Astounding Science Fiction. . La historia, principalmente sobre un equipo de científicos que cazan mutantes , [88] advierte sobre un " Fimbulwinter " causado por el polvo que bloqueó la luz solar después de una reciente guerra nuclear y especula que incluso podría desencadenar una nueva Edad de Hielo. [89] [90] Anderson publicó una novela basada parcialmente en esta historia en 1961, y la tituló Twilight World . [90] De manera similar, en 1985, TG Parsons señaló que la historia "Torch" de C. Anvil, que también apareció en la revista Astounding Science Fiction , pero en la edición de abril de 1957, contiene la esencia de "Crepúsculo al mediodía"/ Hipótesis del "invierno nuclear". En la historia, una ojiva nuclear enciende un campo petrolífero 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. [12]
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 sólo diferencias menores entre el modelo y el código. Se saltan los pasos de modelado para evaluar la posibilidad de incendio y las columnas de fuego iniciales y en su lugar comienzan el proceso de modelado con una "nube de hollín espacialmente uniforme" que ha encontrado su camino hacia la atmósfera. [12]
Aunque nunca lo reconoció abiertamente el equipo multidisciplinario autor del modelo TTAPS más popular de la década de 1980, en 2011 el Instituto Americano de Física afirma que el equipo TTAPS (llamado así por sus participantes, que habían trabajado previamente en el fenómeno de las tormentas de polvo en Marte). , o en el ámbito de los impactos de asteroides : Richard P. Turco , Owen Toon , Thomas P. Ackerman, James B. Pollack y Carl Sagan ) el anuncio de sus resultados en 1983 "tenía el objetivo explícito de promover el control internacional de armas". [91] Sin embargo, "los modelos informáticos estaban tan simplificados y los datos sobre el humo y otros aerosoles eran todavía tan pobres, que los científicos no podían decir nada con certeza". [91]
En 1981, William J. Moran inició debates e investigaciones en el Consejo Nacional de Investigación (NRC) sobre los efectos en el suelo y el polvo en el aire de un gran intercambio de ojivas nucleares, habiendo visto un posible paralelo en los efectos del polvo de una guerra con los de la guerra. límite KT creado por un asteroide y su análisis popular un año antes por Luis Álvarez en 1980. [92] Un panel de estudio de la NRC sobre el tema se reunió en diciembre de 1981 y abril de 1982 en preparación para la publicación de The Effects on the Atmosphere of a de la NRC. Major Nuclear Exchange , publicado en 1985. [74]
Como parte de un estudio sobre la creación de especies oxidantes como los NOx y el ozono en la troposfera después de una guerra nuclear, [10] iniciado en 1980 por Ambio , una revista de la Real Academia Sueca de Ciencias , Paul J. Crutzen y John W. Birks comenzó a preparar la publicación en 1982 de un cálculo sobre los efectos de la guerra nuclear sobre el ozono estratosférico, utilizando los últimos modelos de la época. Sin embargo, descubrieron que como resultado de la tendencia hacia ojivas nucleares de alcance inferior a un megatón, más numerosas pero menos energéticas (posible gracias al avance para aumentar la precisión de las ojivas de los misiles balísticos intercontinentales ), el peligro para la capa de ozono "no era muy significativo". [11]
Fue después de ser confrontados con estos resultados que "se toparon" con la idea, como "una idea de último momento" [10] , de que las detonaciones nucleares provocaban incendios masivos en todas partes y, lo que es más importante, que el humo de estos incendios convencionales luego absorbía la luz solar, causando las temperaturas de la superficie caigan en picado. [11] A principios de 1982, los dos hicieron circular un borrador con las primeras sugerencias de alteraciones en el clima a corto plazo debido a incendios que se presume ocurrirían después de una guerra nuclear. [74] Más tarde, ese 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. [93] El artículo analizó los incendios y su efecto climático y discutió las partículas de grandes incendios, el óxido de nitrógeno, el agotamiento de la capa de 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 los incendios en ciudades, bosques y reservas de petróleo podrían impedir que hasta el 99 por ciento de la luz solar llegue a la superficie de la Tierra. Esta oscuridad, dijeron, podría existir "mientras los incendios ardieran", lo que se suponía que sería muchas semanas, con efectos tales como: "La estructura dinámica y de temperatura normal de la atmósfera... cambiaría considerablemente a lo largo de un gran período". fracción del hemisferio norte, lo que probablemente conducirá a cambios importantes en las temperaturas de la superficie terrestre y los sistemas eólicos". [93] 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 , [94] publicado en la misma edición de Ambio que incluía el artículo de Crutzen y Birks "Crepúsculo al mediodía", el científico atmosférico soviético Georgy Golitsyn aplicó su investigación sobre las tormentas de polvo de Marte al hollín en la Tierra. atmósfera. El uso de estos influyentes modelos de tormentas de polvo marcianas en la investigación del invierno nuclear comenzó en 1971, [95] 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 cima de la nube de polvo. Después de estas observaciones, Golitsyn recibió dos telegramas del astrónomo Carl Sagan , en los que Sagan pedía a Golitsyn que "explorara la comprensión y evaluación de este fenómeno". Golitsyn cuenta que fue por esta época cuando "propuso una teoría [ ¿cuál? ] para explicar cómo se puede formar el polvo marciano y cómo puede alcanzar proporciones globales". [95]
Ese mismo año, Alexander Ginzburg [96] , 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 Estados Unidos. [95] Golitsyn usaría el modelo de nube de polvo de Ginzburg, en gran medida sin modificar, suponiendo que el hollín es el aerosol en el modelo en lugar de 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 alta El planeta de arriba 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 Comité de Científicos Soviéticos en Defensa de la Paz Contra la Amenaza Nuclear instigado por Andropov en mayo de 1983, una organización de la que Golitsyn más tarde sería nombrado vicepresidente. El establecimiento de este comité se hizo con la aprobación expresa de los dirigentes soviéticos con la intención de "ampliar los contactos controlados con los activistas occidentales del "congelamiento nuclear ". [97] Habiendo obtenido la aprobación de este comité, en septiembre de 1983, Golitsyn publicó el primer modelo informático sobre el naciente efecto del "invierno nuclear" en el ampliamente leído Herald of the Russian Academy of Sciences . [98]
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 [96]
Tanto Golitsyn [98] como Sagan [99] se interesaron por el enfriamiento de las tormentas de polvo en el planeta Marte en los años anteriores a su enfoque sobre 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, [100] el equipo TTAPS dijo que comenzaron el proceso de realizar un estudio de modelado computacional unidimensional de las consecuencias atmosféricas de la guerra nuclear/hollín en la estratosfera, aunque no lo harían. No publicó un artículo en la revista Science hasta finales de diciembre de 1983. [101] La frase "invierno nuclear" había sido acuñada por Turco justo antes de su publicación. [102] En este primer artículo, TTAPS utilizó estimaciones basadas en suposiciones sobre las emisiones totales de humo y polvo que resultarían de un intercambio nuclear importante y, con eso, comenzó a analizar los efectos posteriores sobre el equilibrio de la radiación atmosférica y la estructura de temperatura como resultado. de esta cantidad de humo supuesta. Para calcular los efectos del polvo y el humo, emplearon un modelo unidimensional de microfísica/transferencia radiativa de la atmósfera inferior de la Tierra (hasta la mesopausa), que definía sólo las características verticales de la perturbación climática global.
Sin embargo, el interés por los efectos medioambientales de la guerra nuclear continuó en la Unión Soviética después del artículo de Golitsyn de septiembre; Vladimir Alexandrov y GI Stenchikov también publicaron un artículo en diciembre de 1983 sobre las consecuencias climáticas, aunque a diferencia del artículo contemporáneo del TTAPS, este El artículo se basó en simulaciones con un modelo de circulación global tridimensional. [54] (Dos años más tarde, Alexandrov desapareció en circunstancias misteriosas). Richard Turco y Starley L. Thompson criticaron la investigación soviética. Turco lo llamó "primitivo" y Thompson dijo que utilizaba modelos informáticos estadounidenses obsoletos. [103] Más tarde iban a rescindir estas críticas y en su lugar aplaudieron el trabajo pionero de Alexandrov, diciendo que el modelo soviético compartía las debilidades de todos los demás. [12]
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 utilizaría la mitad de las armas nucleares del mundo, ~5000 Mt, destruyendo aproximadamente 1000 ciudades y creando grandes cantidades de humo carbonoso – 1–Lo más probable es 2 × 10 14 g , con un rango de 0,2–6,4 × 10 14 g (NAS; se supone TTAPS2,25 × 10 14 ). El humo resultante sería en gran medida opaco a la radiación solar pero transparente a los infrarrojos, enfriando así la Tierra al bloquear la luz solar, pero no creando calentamiento al potenciar 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. También contribuye el polvo de las explosiones cercanas a la superficie contra objetivos blindados; cada explosión equivalente a un megatón podría liberar hasta cinco millones de toneladas de polvo, pero la mayoría caería rápidamente; El polvo de 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. [104]
Los modelos radiativo-convectivos 1-D utilizados en estos [ ¿cuáles? ] Los estudios produjeron una variedad de resultados, con un enfriamiento 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 MCG tridimensionales produjeron resultados similares: caídas de temperatura de unos 20 °C, aunque con variaciones regionales. [54] [105]
Todos [ ¿cuáles? ] 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.
En un artículo de 1990 titulado "Climate and Smoke: An Appraisal of Nuclear Winter", TTAPS dio una descripción más detallada de los efectos atmosféricos a corto y largo plazo de una guerra nuclear utilizando un modelo tridimensional: [ 106]
Primero uno a tres meses:
Después de uno a tres años:
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Uno de los principales resultados del artículo de 1990 del TTAPS 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. [109]
Tras la invasión iraquí de Kuwait y las amenazas iraquíes de incendiar los aproximadamente 800 pozos petrolíferos del país, las especulaciones sobre el efecto climático acumulativo de esto, presentadas en la Conferencia Mundial sobre el Clima celebrada en Ginebra en noviembre de 1990, abarcaron desde un escenario tipo invierno nuclear hasta ácido pesado. lluvia e incluso un calentamiento global inmediato a corto plazo. [110]
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 desastres nucleares catastróficos. efectos similares al invierno con efectos de tamaño continental de temperaturas bajo cero como resultado de que los iraquíes cumplieron con sus amenazas de encender de 300 a 500 pozos de petróleo presurizados que posteriormente podrían arder durante varios meses. [111] [112]
Como estaban amenazados, los pozos fueron incendiados por los iraquíes en retirada 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, [113] y consumieron Se estima que 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 inicio 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 el humo elevándose 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 los de la explosión del volcán indonesio Tambora en 1815, que dio lugar a que el año 1816 fuera conocido como el " Año sin verano ".
Sagan enumeró resultados de modelos que pronosticaron efectos que se extenderían al sur de Asia y quizás también al hemisferio norte. Sagan enfatizó que este resultado es tan probable que "Debería afectar los planes de guerra". [114] Singer, por otro lado, anticipó que el humo alcanzaría una altitud de aproximadamente 3000 pies (910 m) y luego saldría por lluvia después de aproximadamente tres a cinco días, limitando así la vida útil del humo. Ambas estimaciones de altura realizadas por Singer y Sagan resultaron ser erróneas, aunque la narrativa de Singer se acercó más a lo que ocurrió, con los efectos atmosféricos comparativamente mínimos limitados a la región del Golfo Pérsico, con columnas de humo, en general, [ 107] elevándose hasta unos 10.000 pies (3.000 m) y algunos tan altos como 20.000 pies (6.100 m). [115] [116]
Sagan y sus colegas esperaban que se produjera una "auto-elevación" 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, según argumentaron, se necesitarían años para que el efecto bloqueador solar de este aerosol de hollín cayera del aire, y con eso, un enfriamiento catastrófico a nivel del suelo y efectos agrícolas en Asia y posiblemente en el hemisferio norte en su conjunto. [117] En un seguimiento de 1992, Peter Hobbs y otros no habían observado evidencia apreciable del efecto masivo de "auto-elevación" predicho por el equipo de invierno nuclear y las nubes de humo del fuego de petróleo contenían menos hollín de lo que el equipo de modelado de invierno nuclear había supuesto. . [118]
El científico atmosférico encargado de estudiar el efecto atmosférico de los incendios de Kuwait por la Fundación Nacional de Ciencias , Peter Hobbs , afirmó que el modesto impacto de los incendios sugería que "algunas cifras [usadas para apoyar la hipótesis del Invierno Nuclear]... probablemente eran un poco marchito." [119]
Hobbs descubrió que en el punto álgido 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 combinaban con la limpieza de las nubes, el humo tenía un corto tiempo de residencia de un máximo de unos pocos días en la atmósfera. [120]
Por lo tanto, las afirmaciones anteriores a la guerra sobre efectos ambientales globales significativos, duraderos y de gran escala no se confirmaron, y los medios de comunicación y los especuladores las consideraron significativamente exageradas, [121] con modelos climáticos elaborados por quienes no apoyan la hipótesis del invierno nuclear en el momento de los incendios predice solo efectos más localizados, como una caída de temperatura diurna de ~10 °C dentro de 200 km de la fuente. [122]
Más tarde, Sagan admitió en su libro The Demon-Haunted World que sus predicciones obviamente no resultaron ser correctas: "era 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." [123]
La idea de que el humo de los pozos y las reservas de petróleo se precipitara hacia la estratosfera y contribuyera principalmente al hollín de un invierno nuclear fue una idea central de los primeros artículos de climatología sobre la hipótesis; Se los consideró un posible contribuyente mayor 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. [93] [101] Hobbs comparó el supuesto "factor de emisión" o eficiencia de generación de hollín de los charcos de petróleo encendidos y encontró, al compararlos con los valores medidos de los charcos de petróleo en Kuwait, que eran los mayores productores de hollín, las emisiones de hollín supuestas Durante el invierno nuclear los cálculos todavía eran "demasiado altos". [120] Tras los resultados de los incendios de petróleo de Kuwait que no estaban de acuerdo con los científicos que promovían el invierno nuclear central, los artículos sobre el 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 sobre el invierno nuclear señaló que se habían aplicado modelos informáticos modernos a los incendios de petróleo de Kuwait y se descubrió que las columnas de humo individuales no son capaces de elevar el humo a la estratosfera, pero que el humo de los incendios que cubren un área grande se [ cuantifica ] como algunos los incendios forestales pueden elevar el humo [ cuantificar ] hacia la estratosfera, y la evidencia reciente sugiere que esto ocurre con mucha más frecuencia de lo que se pensaba anteriormente. [7] [22] [124] [125] El estudio también sugirió que la quema de ciudades comparativamente más pequeñas, que se esperaría que ocurriera después de un ataque nuclear, también lanzaría cantidades significativas de humo a la estratosfera:
Stenchikov et al. [2006b] [126] realizaron simulaciones detalladas de columnas de humo de alta resolución con el modelo climático regional RAMS [por ejemplo, Miguez-Macho, et al., 2005] [127] y demostraron que las columnas individuales, como las del petróleo de Kuwait No se esperaría que, tras los incendios de 1991, llegaran a la atmósfera superior o a la estratosfera, porque se diluyen. Sin embargo, columnas mucho más grandes, como las que se generarían en los incendios urbanos, producen un gran movimiento de masa sin diluir que da como resultado la elevación de humo. Los nuevos resultados del modelo de simulación de grandes remolinos con una resolución mucho mayor también dan un lofting similar a nuestros resultados, y ninguna respuesta a pequeña escala que inhibiría el lofting [Jensen, 2006]. [128]
Sin embargo, la simulación anterior contenía en particular la suposición de que no se produciría ninguna deposición seca o húmeda. [126]
Entre 1990 y 2003, los comentaristas señalaron que no se publicó ningún artículo revisado por pares sobre el "invierno nuclear". [109]
Sobre la base de nuevos trabajos publicados en 2007 y 2008 por algunos de los autores de los estudios originales, se han planteado varias hipótesis nuevas, principalmente la evaluación de que tan solo 100 tormentas de fuego resultarían en un invierno nuclear. [3] [20] Sin embargo, lejos de ser la hipótesis "nueva", llegó a la misma conclusión que los modelos anteriores de la década de 1980, que de manera similar consideraban una amenaza a aproximadamente 100 tormentas de fuego en las ciudades. [129] [130]
En comparación con el cambio climático del último milenio, incluso el intercambio más pequeño modelado hundiría al planeta a temperaturas más frías que las de la Pequeña Edad del Hielo (el período de la historia entre aproximadamente 1600 y 1850 d.C.). Esto entraría en vigor instantáneamente y la agricultura quedaría gravemente amenazada. Mayores cantidades de humo producirían mayores cambios climáticos, haciendo imposible la agricultura durante años. En ambos casos, las nuevas simulaciones de modelos climáticos muestran que los efectos durarían más de una década. [32]
Un estudio publicado en el Journal of Geophysical Research en julio de 2007, titulado "El invierno nuclear revisitado con un modelo climático moderno y arsenales nucleares actuales: consecuencias aún catastróficas", [19] utilizó modelos climáticos actuales para observar las consecuencias de una guerra nuclear global. involucrando a la mayoría o a 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 utilizó para investigar los efectos de una guerra que involucrara a todo el actual arsenal nuclear mundial, y que se proyecta que liberaría alrededor de 150 Tg de humo a la atmósfera, así como una guerra que involucraría aproximadamente a un tercio del actual arsenal nuclear, y que se proyecta que liberaría alrededor de 50 Tg de humo. En el caso de 150 Tg encontraron que:
Un enfriamiento superficial global promedio 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 promedio global en la profundidad de la última edad de hielo hace 18.000 años fue de aproximadamente -5 °C, esto sería un cambio climático sin precedentes en velocidad y amplitud en la historia de la raza humana. Los cambios de temperatura son mayores en la tierra.... Se produce un enfriamiento de más de -20 °C en grandes zonas 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 las precipitaciones globales en aproximadamente un 45%. En cuanto al caso de 50 Tg que involucra 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 amplitud", pero que "la escala de tiempo de la respuesta es sobre lo mismo". No discutieron en profundidad las implicaciones para la agricultura, pero señalaron que un estudio de 1986 que suponía que no habría producción de alimentos durante un año proyectaba que "la mayoría de la gente del planeta se quedaría sin alimentos y moriría de hambre para entonces" y comentó que sus propios resultados muestran que "este período sin producción de alimentos debe prolongarse muchos años, lo que hará que los impactos del invierno nuclear sean aún peores de lo que se pensaba anteriormente".
En 2014, Michael J. Mills (en el Centro Nacional de Investigación Atmosférica de EE. UU ., NCAR), et al., publicaron "Enfriamiento global multidecenal y pérdida de ozono sin precedentes después de un conflicto nuclear regional" en la revista Earth's Future . [131] Los autores utilizaron modelos computacionales desarrollados por NCAR para simular los efectos climáticos de una nube de hollín que, según sugieren, sería el resultado de una guerra nuclear regional en la que se detonan 100 armas "pequeñas" (15 Kt) 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 de la humanidad, acompañarían a las temperaturas superficiales promedio más frías de los últimos 1000 años. Calculamos mejoras en verano en los índices UV de 30 a 80% en latitudes medias, lo que sugiere daños generalizados a la salud humana, la agricultura y los ecosistemas terrestres y acuáticos. Eliminar 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 el suministro mundial de alimentos y podrían desencadenar una hambruna nuclear global.
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 sería lanzado a la atmósfera y descubrió que muy poco sería lanzado a la estratosfera y, como resultado, los impactos climáticos a largo plazo fueron mucho menores que los de 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 había previsto en estudios anteriores es muy improbable". [132] Este estudio ha sido contradicho por los resultados de varios estudios posteriores que afirman que el estudio de 2018 es defectuoso. [133] [134] [135] [136]
Una investigación publicada en la revista Safety , revisada por pares, sugirió que ninguna nación debería poseer más de 100 ojivas nucleares debido al efecto de retroceso sobre la propia población de la nación agresora debido al "otoño nuclear". [137] [138]
En 2019 se publicaron 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. , [19] un estudio de 2019 realizado por Coupe et al. modela un escenario en el que se liberan a la atmósfera 150 Tg de carbono negro tras un intercambio de armas nucleares entre Estados Unidos y Rusia, donde ambos países utilizan todas las armas nucleares que los tratados les permiten. [139] Esta cantidad de carbono negro excede con creces la emitida en la atmósfera por todas las erupciones volcánicas en los últimos 1.200 años, pero es menor que el impacto de un asteroide que causó una extinción masiva hace 66 millones de años. [139] Coupe y otros. utilizaron el " modelo climático comunitario 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 . [139]
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 luz solar en la estratosfera. [139] Esto tendrá el efecto de aumentar las temperaturas estratosféricas en 100 K y dará como resultado un agotamiento de la capa de ozono ligeramente mayor de lo que predijo el ModelE. [139] Otra consecuencia del mayor tamaño de partícula es la aceleración de la velocidad a la que las moléculas de carbono negro caen de la atmósfera; Después de diez años de la inyección de carbono negro en la atmósfera, WACCM4 predice que quedarán 2 Tg, mientras que ModelE predijo 19 Tg. [139]
Tanto el modelo de 2019 como el modelo de 2007 predicen disminuciones significativas de 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 anomalía, el WACCM4 predice temperaturas globales más frías que el ModeloE, con temperaturas más de 20K por debajo de lo normal, lo que lleva a temperaturas gélidas 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. [139] Las simulaciones WACCM4 también predicen una reducción del 58% en la precipitación global anual con respecto a los niveles normales en los años tres y cuatro después de la inyección, una reducción un 10% mayor que la prevista en el ModeloE. [139]
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 procedente de explosiones aéreas , sólo detonaciones. [5] 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 alcances proporcionados son amplios porque ni India ni Pakistán están obligados a proporcionar información sobre sus arsenales nucleares, por lo que su alcance sigue siendo en gran medida desconocido. [5]
Toon et al. asumir que se producirá 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 magnitud; [5] En Hiroshima en 1945, se predice que la tormenta de fuego liberó 1.000 veces más energía que la liberada durante la explosión nuclear. [6] La quema de un área tan grande liberaría grandes cantidades de carbono negro a la atmósfera. La cantidad liberada oscila entre 16,1 Tg si todas las armas fueran de 15 kt o menos y 36,6 Tg para todas las armas de 100 kt. [5] Para la gama de armas de 15 kt y 100 kt, los investigadores modelaron reducciones de precipitación global del 15% al 30%, reducciones de temperatura entre 4K y 8K, y disminuciones de la temperatura del océano de 1K a 3K. [5] 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 PNP. [5] Como se predice en otra literatura, una vez que el carbono negro se elimine de la atmósfera después de diez años, las temperaturas y la PNP volverán a la normalidad. [5]
Coupé et al. informan la simulación de un efecto de El Niño que durará 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. [140]
Según un estudio revisado por pares publicado en la revista Nature Food en agosto de 2022, [15] una guerra nuclear a gran escala entre Estados Unidos y Rusia , que juntos poseen más del 90% de las armas nucleares del mundo, mataría a 360 millones de personas. personas directamente y más de 5 mil millones indirectamente por hambruna durante un invierno nuclear. [144] [145]
Otro artículo publicado ese año, del académico en ciencias de la Tierra de la Universidad de Tohoku, Kunio Kaiho, comparó el impacto de los escenarios de invierno nuclear en la vida animal marina y terrestre con el de los eventos de extinción históricos . Kaiho estimó que una guerra nuclear menor (que definió como un intercambio nuclear entre India y Pakistán o un evento de magnitud equivalente) causaría por sí sola la extinción del 10 al 20% de las especies, mientras que una guerra nuclear importante (definida como una guerra nuclear) intercambio entre Estados Unidos y Rusia ) provocaría la extinción de entre el 40% y el 50% de las especies animales, lo que es comparable a algunos de los eventos de extinción masiva de los "Cinco Grandes". A modo de comparación, lo que consideraba el escenario más probable de cambio climático antropogénico , con 3 °C (5,4 °F) de calentamiento para 2100 y 3,8 °C (6,8 °F) para 2500, enviaría entre el 12% y el 14% de las especies animales a la Tierra. extinguidos bajo la misma metodología. [146]
Desde 2023, las Academias Nacionales de Ciencia, Ingeniería y Medicina de EE. UU. han establecido un estudio independiente sobre los posibles efectos ambientales de la guerra nuclear. El objetivo es evaluar todas las investigaciones sobre el invierno nuclear y el informe final se publicará en 2024. [147]
Los cinco fundamentos principales y en gran medida independientes sobre los que el concepto de invierno nuclear ha recibido y sigue recibiendo críticas se consideran los siguientes: [132] [148]
Si bien los pronósticos iniciales del modelo unidimensional TTAPS de 1983, muy popularizados, fueron ampliamente difundidos y criticados en los medios, en parte porque cada modelo posterior predice mucho menos de su nivel "apocalíptico" de enfriamiento, [149] la mayoría de los modelos continúan sugiriendo que algunos modelos nocivos Aún así se produciría un enfriamiento global, bajo el supuesto de que se produjera un gran número de incendios en la primavera o el verano. [109] [150] 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 una entrevista ante la cámara en la que descarta los modelos "apocalípticos" anteriores. [151]
Una crítica importante a los supuestos que siguen haciendo posibles los resultados de estos modelos apareció en el libro Nuclear War Survival Skills ( NWSS ) de 1987, un manual de defensa civil escrito por Cresson Kearny para el Laboratorio Nacional de Oak Ridge . [152] Según la publicación de 1988 Una evaluación de los efectos atmosféricos globales de una guerra nuclear importante , las críticas de Kearny se dirigieron a la cantidad excesiva de hollín que los modeladores asumieron que alcanzaría la estratosfera. Kearny citó un estudio soviético según el cual 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 nuclear. [12] Los autores del TTAPS respondieron que, entre otras cosas, no creían que los planificadores de objetivos volarían intencionalmente las ciudades hasta convertirlas en escombros, sino que argumentaron que los incendios comenzarían en suburbios relativamente intactos cuando los sitios cercanos fueran alcanzados, y admitieron parcialmente su punto de vista sobre la no destrucción de las ciudades. incendios forestales urbanos. [12] El Dr. Richard D. Small, director de ciencias térmicas de Pacific-Sierra Research Corporation, tampoco estuvo de acuerdo con los supuestos del modelo, en particular con la actualización de 1990 de TTAPS que sostiene que unos 5.075 Tg de material se quemarían en un total de EE.UU. -La guerra nuclear soviética, 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 fuera realmente encendido". [148]
Aunque Kearny opinaba que futuros modelos más precisos "indicarían que habrá reducciones aún menores en la temperatura", incluidos futuros modelos potenciales que no aceptaron tan fácilmente que las tormentas de fuego ocurrirían con tanta confiabilidad como suponen los modeladores del invierno nuclear, en NWSS Kearny resumió la estimación de enfriamiento comparativamente moderada de no más de unos pocos días, [152] del modelo Nuclear Winter Reappraised de 1986 de Starley Thompson y Stephen Schneider . [153] 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 ser relegado a un nivel de probabilidad cada vez más bajo". [152]
Sin embargo, un artículo de 1988 de Brian Martin en Science and Public Policy [150] afirma que, aunque Nuclear Winter Reappraised concluyó que el "invierno nuclear" entre Estados Unidos y la Unión Soviética sería mucho menos severo de lo que se pensaba originalmente, y los autores describieron los efectos más como un "otoño nuclear": otras declaraciones de Thompson y Schneider [154] [155] muestran que ellos "se resistieron a la interpretación de que esto significa un rechazo de los puntos básicos planteados sobre el invierno nuclear". En Alan Robock et al. En un artículo de 2007, escriben que, "debido al uso del término 'otoño nuclear' por Thompson y Schneider [1986], aunque los autores dejaron claro que las consecuencias climáticas serían grandes, en los círculos políticos la teoría del invierno nuclear es Algunos lo consideran exagerado y refutado [por ejemplo, Martin, 1988]". [19] En 2007, Schneider expresó su apoyo provisional a los resultados de enfriamiento de la guerra nuclear limitada (Pakistán e India) analizada en el modelo de 2006, diciendo: "El sol es mucho más fuerte en los trópicos que en latitudes medias. Por lo tanto, , una guerra mucho más limitada [allí] podría tener un efecto mucho mayor, porque estarías 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". [156]
La contribución del humo procedente de la ignición de 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 artículo inicial "Crepúsculo al mediodía", y también encontrado en la popular publicación TTAPS. Sin embargo, esta suposición fue examinada por Bush y Small en 1987 y descubrieron que la quema de vegetación viva sólo podía contribuir muy ligeramente a la "producción de humo no urbano" total estimada. [12] 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 explosivos extremos que influirían en tales incendios. [157] Esta reducción en la estimación del peligro del humo no urbano está respaldada por la publicación preliminar anterior Estimating Nuclear Forest Fires de 1984, [12] y por el examen de campo de los años 1950-1960 de superficies quemadas, destrozadas pero nunca bosques tropicales quemados en las islas circundantes desde los puntos de disparo en las series de pruebas Operación Castillo [158] y Operación Redwing [159] [160] .
Un documento del Departamento de Seguridad Nacional de los Estados Unidos , finalizado en 2010, afirma que después de una detonación nuclear dirigida a una ciudad "si los incendios pueden crecer y fusionarse, podría desarrollarse una tormenta de fuego que estaría más allá de la capacidad de control de los bomberos". "Los expertos sugieren que la naturaleza del diseño y la construcción de las ciudades modernas de Estados Unidos puede hacer que una tormenta de fuego sea poco probable". [167] El bombardeo nuclear de Nagasaki, por ejemplo, no produjo una tormenta de fuego. [168] Esto se observó de manera similar ya en 1986-1988, cuando se descubrió que la cantidad supuesta de "carga masiva" de combustible (la cantidad de combustible por metro cuadrado) en las ciudades que sustentaban los modelos de invierno era demasiado alta y crea intencionalmente flujos de calor. que elevaban el humo hacia la estratosfera inferior, aunque evaluaciones "más características de las condiciones" que se encuentran en las ciudades modernas del mundo real, habían descubierto que la carga de combustible, y por ende el flujo de calor que resultaría de una quema eficiente, rara vez elevaría mucho el humo. superior a 4 kilómetros. [12]
Russell Seitz, asociado del Centro de Asuntos Internacionales de la Universidad de Harvard, sostiene 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 enloquecido". [150] En septiembre de 1986, Seitz publicó "El fuego siberiano como guía del '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 región. historia recordada. El incendio finalmente devastó la región, quemando el bosque boreal más grande del mundo , del tamaño de Alemania. Si bien se produjeron aproximadamente 8˚C de enfriamiento diurno en verano bajo las nubes de humo durante las semanas de quema, no se produjo ningún aumento en las heladas nocturnas agrícolas potencialmente devastadoras. [169] Después de su investigación sobre el incendio de Siberia de 1915, Seitz criticó los resultados del modelo de "invierno nuclear" por estar basados en sucesivos peores eventos:
La improbabilidad de que una serie de 40 lanzamientos de monedas de este tipo salgan cara se acerca a la de una escalera real . Sin embargo, fue representado como un "modelo unidimensional sofisticado", un uso que es contradictorio, a menos que se aplique a [la modelo británica Lesley Lawson] Twiggy . [149]
Seitz citó a Carl Sagan y añadió énfasis: " En casi cualquier caso realista que involucre intercambios nucleares entre las superpotencias, se producirán cambios ambientales globales suficientes para causar un evento de extinción igual o más severo que el del final del Cretácico , cuando los dinosaurios y muchos otros Es probable que las especies se hayan extinguido." Seitz comenta: "La siniestra retórica 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 impacta la Tierra. Esto [es] mega- astronómico exageración..." [149] 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. En 1986, estos peores efectos habían pasado 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 puntos fríos. Las duras heladas que alguna vez fueron globales se habían retirado a la tundra del norte . La elaborada conjetura de Sagan había sido víctima de la menos conocida Segunda Ley de Murphy : si todo DEBE salir mal, no apuestes por ello. [149]
La oposición de Seitz provocó que los defensores del invierno nuclear publicaran respuestas en los medios de comunicación. Los defensores creían que era simplemente necesario mostrar sólo la posibilidad de una catástrofe climática, a menudo el peor de los casos, mientras que los opositores insistían en que, para ser tomado en serio, el invierno nuclear debería mostrarse como probable en escenarios "razonables". [170] Una de estas áreas de controversia, según lo aclara Lynn R. Anspaugh, es la cuestión de qué estación debería usarse como telón de fondo para los modelos de guerra entre Estados Unidos y la URSS. La mayoría de los modelos eligen el verano en el hemisferio norte como punto de partida para producir la máxima formación de hollín y, por tanto, un eventual efecto invernal. Sin embargo, se ha señalado que si ocurriera el mismo número de tormentas de fuego en los meses de otoño o invierno, cuando hay luz solar mucho menos intensa para liberar hollín en una región estable de la estratosfera, la magnitud del efecto de enfriamiento sería insignificante. según un modelo de enero realizado por Covey et al. [171] Schneider admitió la cuestión en 1990, diciendo que "una guerra a finales del otoño o en el invierno no tendría ningún efecto [de enfriamiento] apreciable". [148]
Anspaugh también expresó su frustración porque, aunque se dice que los defensores del invierno nuclear provocaron un incendio forestal controlado en Canadá el 3 de agosto de 1985, el incendio podría servir como una oportunidad para realizar algunas mediciones básicas de las propiedades ópticas del humo y el humo. relación entre combustible y combustible, que habría ayudado a refinar las estimaciones de estos datos críticos del modelo, los proponentes no indicaron que se hubieran realizado tales mediciones. [171] Peter V. Hobbs , quien más tarde conseguiría financiación para volar y tomar muestras de las nubes de humo de los incendios petroleros de Kuwait en 1991, también expresó su frustración porque se le negó la financiación para tomar muestras de los incendios forestales canadienses y otros de esta manera. . [12] Turco escribió un memorando 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 altitud. [12]
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 urbanos. Descubrió que las estimaciones publicadas de estas variables variaban tanto que, dependiendo de qué estimaciones se eligieran, el efecto climático podía ser insignificante, menor o masivo. [172] Las propiedades ópticas supuestas para el carbono negro en artículos más recientes sobre invierno nuclear de 2006 todavía se "basan en las asumidas en simulaciones anteriores de invierno nuclear". [19]
John Maddox , editor de la revista Nature , emitió una serie de comentarios escépticos sobre los estudios del invierno nuclear durante su mandato. [173] [174] De manera similar, S. Fred Singer fue un crítico vocal de la hipótesis durante mucho tiempo en la revista y en debates televisados con Carl Sagan. [175] [176] [12]
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". [177] En 1986, Seitz también sostiene que muchos otros se muestran reacios a hablar por temor a ser estigmatizados como " Dr. Strangeloves encubiertos "; El físico Freeman Dyson de Princeton, por ejemplo, afirmó: "Es una pieza de ciencia absolutamente atroz, pero desespero bastante de dejar las cosas claras para el público". [149] Según el Rocky Mountain News, Stephen Schneider había sido llamado fascista por algunos partidarios del desarme por haber escrito su artículo de 1986 "Nuclear Winter Reappraised". [152] El meteorólogo del MIT, Kerry Emanuel, escribió de manera similar en una reseña en Nature 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 quemará y a los imprecisos modelos de circulación global utilizados. Emanuel termina afirmando que la evidencia de otros modelos apunta a una importante eliminación del humo por la lluvia. [178] Emanuel también hizo un "punto interesante" acerca de cuestionar la objetividad de los proponentes cuando se trata de fuertes cuestiones emocionales o políticas que sostienen. [12]
William R. Cotton , profesor de Ciencias Atmosféricas en la Universidad Estatal de Colorado, especialista en modelización de la física de las nubes y cocreador del muy influyente [179] [180] y anteriormente mencionado modelo atmosférico RAMS , había trabajado en la década de 1980 en la lluvia de hollín. [12] y apoyó las predicciones hechas por su propio y otros modelos de invierno nuclear. [181] Sin embargo, desde entonces ha invertido esta posición, según un libro del que fue coautor en 2007, afirmando que, entre otras suposiciones examinadas sistemáticamente, se producirá mucha más lluvia/deposición húmeda de hollín de lo que se supone en los artículos modernos. sobre el tema: "Debemos esperar a que se aplique una nueva generación de MCG para examinar cuantitativamente las posibles consecuencias". También revela que, en su opinión, "el invierno nuclear tuvo desde el principio una motivación política en gran medida". [2] [34]
Durante la crisis de los misiles cubanos , Fidel Castro y el Che Guevara pidieron a la URSS que lanzara un primer ataque nuclear contra Estados Unidos en caso de una invasión estadounidense de Cuba. En la década de 1980, Castro estaba presionando al Kremlin para que adoptara una línea más dura contra Estados Unidos bajo el presidente Ronald Reagan , incluso defendiendo el uso potencial de armas nucleares. Como resultado directo de esto, un funcionario soviético fue enviado a Cuba en 1985 con un séquito de "expertos", que detallaron el efecto ecológico en Cuba en caso de ataques nucleares contra Estados Unidos. Poco después, relata el funcionario soviético, Castro perdió su anterior "fiebre nuclear". [182] [183] En 2010, Alan Robock fue convocado a Cuba para ayudar a Castro a promover su nueva visión de que la guerra nuclear provocaría el Armagedón. La conferencia de 90 minutos de Robock se transmitió más tarde en la estación de televisión estatal del país. [184] [185]
Sin embargo, según Robock, en lo que respecta a captar la atención del gobierno estadounidense y afectar la política nuclear, ha fracasado. En 2009, junto con Owen Toon , dio una charla en el Congreso de los Estados Unidos , pero no trascendió nada de ella y el entonces asesor científico presidencial, John Holdren , no respondió a sus solicitudes en 2009 ni en el momento de escribir este artículo en 2011. [185 ]
En un artículo del "Boletín de científicos atómicos" de 2012, Robock y Toon, que habitualmente habían mezclado su defensa del desarme en las conclusiones de sus artículos sobre el "invierno nuclear", [19] argumentan en el ámbito político que los efectos hipotéticos del invierno nuclear requieren que la doctrina que suponen está activa en Rusia y EE.UU., la " destrucción mutua asegurada " (MAD), debería ser reemplazada por su propio concepto de "destrucción autosegura" (SAD), [32] porque, independientemente de qué ciudades se quemaron, Los efectos del invierno nuclear resultante que defienden serían, en su opinión, catastróficos. En una línea similar, en 1989 Carl Sagan y Richard Turco escribieron un artículo sobre implicaciones políticas que apareció en Ambio que sugería que como el invierno nuclear es una "perspectiva bien establecida", ambas superpotencias deberían reducir conjuntamente sus arsenales nucleares a una " fuerza disuasoria canónica " . niveles 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]". [189]
Una evaluación de inteligencia interinstitucional estadounidense de 1984, originalmente clasificada, afirma que tanto en los años 1970 como en los años 1980 anteriores, los militares soviéticos y estadounidenses ya estaban siguiendo las " tendencias existentes " en la miniaturización de ojivas nucleares , de mayor precisión y menor rendimiento. [190] Esto se ve al evaluar los paquetes de física más numerosos en el arsenal de los EE. UU., que en la década de 1960 eran el B28 y el W31 , sin embargo, ambos rápidamente se volvieron menos prominentes con las series de producción en masa de la década de 1970 del W68 de 50 Kt , el W68 de 100 Kt W76 y en los años 1980, con el B61 . [191] 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 megatonaje equivalente que ofrecía la miniaturización; de liberar espacio para colocar más ojivas y señuelos MIRV en cada misil. Además del deseo de seguir destruyendo objetivos endurecidos , pero reduciendo al mismo tiempo la gravedad de los daños colaterales que se depositan en los países vecinos y potencialmente amigos. En lo que respecta a la probabilidad de un invierno nuclear, el rango de posibles incendios provocados por radiación térmica ya se redujo con la miniaturización. Por ejemplo, el artículo más popular sobre el invierno nuclear, el TTAPS de 1983, había descrito un ataque de contrafuerza de 3.000 Mt contra emplazamientos de misiles balísticos intercontinentales , en el que cada ojiva individual tenía aproximadamente un Mt de energía; sin embargo, poco 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 ya desarrolladas y desplegadas en ese momento (por ejemplo, la W76), 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 diciendo que, si los modelos de invierno nuclear resultan ser representativos de la realidad, entonces se produciría mucho menos enfriamiento climático, incluso si en la lista de objetivos existieran áreas propensas a tormentas de fuego , ya que alturas de fusión más bajas, como explosiones en la superficie, también limitarían el alcance de los rayos térmicos ardientes debido al enmascaramiento del terreno y las sombras proyectadas por los edificios, [192] mientras que también genera temporalmente lluvia radiactiva mucho más localizada en comparación con las explosiones en el aire.Fuzing: el modo estándar de empleo contra objetivos no endurecidos.
Esta lógica se refleja de manera similar en la evaluación de Interagency Intelligence de 1984 originalmente clasificada , 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 y protegerse contra la potencialidad de un invierno nuclear. [190] Por lo tanto, como consecuencia de intentar limitar el riesgo de incendio del objetivo mediante la reducción del rango de radiación térmica con espoletas para explosiones superficiales y subterráneas , esto dará como resultado un escenario en el que las fuentes locales mucho más concentradas y, por lo tanto, más letales. Se forma la lluvia radiactiva que se genera después de una explosión en la superficie, a diferencia de la lluvia radiactiva global comparativamente diluida que se crea cuando las armas nucleares se activan en modo de explosión en el aire. [192] [199]
Altfeld y Cimbala también argumentaron que creer en la posibilidad de un invierno nuclear en realidad haría más probable una guerra nuclear, contrariamente a las opiniones de Sagan y otros, porque serviría de motivación adicional para seguir las tendencias existentes , hacia el desarrollo de tecnologías más precisas . y un rendimiento explosivo aún menor, las armas nucleares. [197] Como la hipótesis del invierno sugiere que el reemplazo de la entonces Guerra Fría consideró 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 Penetrador Nuclear Terrestre Robusto (RNEP), protegería contra el potencial del invierno nuclear. Con las últimas capacidades del entonces, en gran parte todavía conceptual, RNEP, citadas específicamente por el influyente analista de guerra nuclear Albert Wohlstetter . [200] Las armas nucleares tácticas, en el extremo inferior de la escala, tienen rendimientos que se superponen con las armas convencionales de gran tamaño y, por lo tanto, a menudo se consideran "como desdibujando la distinción entre armas convencionales y nucleares", lo que hace que la perspectiva de usarlas sea "más fácil" en un conflicto. [201] [202]
En una entrevista en 2000 con Mikhail Gorbachev (líder de la Unión Soviética de 1985 a 1991), se le hizo la siguiente declaración: "En la década de 1980, usted advirtió sobre los peligros sin precedentes de las armas nucleares y tomó medidas muy audaces para revertir la carrera armamentista", a lo que Gorbachov respondió: "Los modelos hechos por científicos rusos y estadounidenses demostraron que una guerra nuclear resultaría en un invierno nuclear que sería extremadamente destructivo para toda la vida en la Tierra; el conocimiento de esto fue un gran estímulo para nosotros, para gente de honor y moralidad, para actuar en esa situación." [203]
Sin embargo, una Evaluación Interinstitucional de Inteligencia de Estados Unidos de 1984 expresa un enfoque mucho más escéptico y cauteloso, afirmando que la hipótesis no es científicamente convincente. El informe predijo que la política nuclear soviética sería mantener su postura nuclear estratégica, como el despliegue del misil de alto peso SS-18 y que simplemente intentarían explotar la hipótesis con fines propagandísticos, como dirigir el escrutinio sobre los EE.UU. parte de la carrera armamentista nuclear . Además, continúa expresando la creencia de que si los funcionarios soviéticos comenzaran a tomarse en serio el invierno nuclear, probablemente les haría exigir estándares excepcionalmente altos de prueba científica para la hipótesis, ya que sus implicaciones socavarían su doctrina militar –un nivel de pruebas científicas que tal vez no podrían lograrse sin experimentación de campo. [204] 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 del escalón superior soviético. [190]
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 Estados Unidos y Europa algunas municiones nuevas contra la acumulación de armas en Estados Unidos". [205] En 1985, el Senado de los Estados Unidos se reunió para discutir la ciencia y la política del invierno nuclear. Durante la audiencia en el Congreso, el influyente analista Leon Gouré presentó evidencia de que tal vez 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 los debates soviéticos sobre la guerra nuclear pueden servir únicamente a las agendas políticas soviéticas, en lugar de reflejar opiniones reales del liderazgo soviético. [206]
En 1986, el documento de la Agencia Nuclear de Defensa Una actualización de la investigación y explotación soviéticas del invierno nuclear 1984-1986 trazó la contribución mínima de investigación [de dominio público] y el uso propagandístico soviético del fenómeno del invierno nuclear. [207]
Existen algunas dudas sobre cuándo comenzó la Unión Soviética 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 los misiles Pershing II de la OTAN . Se dice que han distribuido a grupos pacifistas, al movimiento ecologista y a la revista Ambio desinformación basada en un falso "informe apocalíptico" de la Academia Soviética de Ciencias escrito por Georgii Golitsyn, Nikita Moiseyev y Vladimir Alexandrov sobre los efectos climáticos de la guerra nuclear. [208] Aunque se acepta que la Unión Soviética explotó la hipótesis del invierno nuclear con fines propagandísticos, [207] 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 "Crepúsculo en Mediodía", no ha sido corroborado hasta 2009 [update]. [100] En una entrevista realizada en 2009 por el Archivo de Seguridad Nacional , Vitalii Nikolaevich Tsygichko (analista senior de la Academia Soviética de Ciencias y modelador matemático militar) afirmó que los analistas militares soviéticos estaban discutiendo la idea de un "invierno nuclear" años antes de que EE.UU. científicos, aunque no utilizaron ese término exacto. [209]
Se han propuesto varias soluciones para mitigar el daño potencial de un invierno nuclear si éste parece inevitable. El problema ha sido atacado en ambos extremos; algunas soluciones se centran en prevenir el crecimiento de incendios y, por lo tanto, limitar la cantidad de humo que llega a la estratosfera en primer lugar, y otras se centran 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 utilizan otras estrategias de mitigación.
En un informe de 1967, las técnicas incluían varios métodos de aplicación de nitrógeno líquido, hielo seco y agua a incendios provocados por armas nucleares. [210] El informe consideró intentar detener la propagación de incendios creando 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 peligros . Según el informe, una de las técnicas más prometedoras investigadas fue el inicio de la lluvia a partir de la siembra de cúmulos de fuego masivo y otras nubes que pasaban sobre la tormenta de fuego en desarrollo y luego estable.
En el libro Feeding Everyone No Matter What , bajo las peores predicciones de un invierno nuclear, los autores presentan varias posibilidades alimentarias no convencionales. Entre ellas se incluyen las bacterias que digieren el gas natural, siendo la más conocida Mmethylococcus capsulatus , que actualmente se utiliza como alimento en la piscicultura ; [211] 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 del Hielo ; aumento de la fungicultura o de hongos como los hongos de la miel que crecen directamente sobre la madera húmeda y sin luz solar; [212] y variaciones de la producción de biocombustibles de madera o celulósicos , que normalmente ya crean azúcares comestibles / xilitol a partir de celulosa no comestible, como producto intermedio antes del paso final de generación de alcohol. [213] [214] 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, al igual que 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 más convencionales de clima frío, como las patatas, podrían recibir suficiente luz solar en el ecuador para seguir siendo viables. [215]
Para alimentar a partes de la civilización durante un invierno nuclear, sería necesario almacenar grandes reservas de alimentos antes del evento. Estas reservas deben colocarse bajo tierra, en elevaciones más altas y cerca del ecuador para mitigar los rayos UV y los isótopos radiactivos a gran altura. Las reservas también deberían ubicarse cerca de las poblaciones con mayor probabilidad de sobrevivir a la catástrofe inicial. Una consideración es quién patrocinaría el almacenamiento. "Puede haber un desajuste entre aquellos más capaces de patrocinar las reservas (es decir, los ricos antes de la catástrofe) y aquellos más capaces de utilizar las reservas (los pobres rurales antes de la catástrofe)". [216] El almacenamiento mínimo anual de trigo a nivel mundial es de aproximadamente dos meses. [217]
A pesar del nombre "invierno nuclear", los eventos nucleares no son necesarios para producir el efecto climático modelado. [17] [31] En un esfuerzo por encontrar una solución rápida y barata 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 (un forma de ingeniería climática), se ha considerado que el efecto subyacente del invierno nuclear tal vez tenga 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. [218] [219] Según los modelos informáticos de umbral de "invierno nuclear", [3] [14] si se inyectan de uno a cinco teragramos de hollín generado por una tormenta de fuego [30] en la estratosfera baja, se modela, a través del sistema anti -efecto invernadero, para calentar la estratosfera pero enfriar la troposfera inferior y producir un enfriamiento de 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. [14]
Efectos climáticos similares al "invierno nuclear" siguieron a erupciones históricas de supervolcanes , que arrojaron aerosoles de sulfato a lo alto de la estratosfera, lo que se conoce como invierno volcánico . [223] Los efectos del humo en la atmósfera (absorción de onda corta) a veces se denominan efecto "antiinvernadero", y un fuerte análogo es la atmósfera brumosa de Titán . Pollack, Toon y otros participaron en el desarrollo de modelos del clima de Titán a finales de los años 1980, al mismo tiempo que sus primeros estudios sobre el invierno nuclear. [224]
De manera similar, también se cree que los impactos de cometas y asteroides a nivel de extinción generaron inviernos de impacto mediante 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 lanzada a gran altura en el aire, [225] y efectos de "invierno nuclear", con el calor de la roca más pesada eyectada encendiendo regiones y posiblemente incluso tormentas de fuego forestales globales. [226] [227]
Esta hipótesis global de "tormentas de fuego de impacto", inicialmente apoyada 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 granos de arena creados pueden reingresar meteóricamente a la atmósfera formando un manto caliente de escombros globales en lo alto del aire, que potencialmente pondrá todo el cielo al rojo vivo durante minutos u horas y, con eso, quemará todo el inventario global de material carbonoso superficial, incluidas las selvas tropicales . [228] [229] Esta hipótesis se sugiere como un medio para explicar la gravedad del evento de extinción del Cretácico-Paleógeno, ya que el impacto terrestre de un asteroide de unos 10 km de ancho que precipitó la extinción no se considera lo suficientemente energético como para haber causado la nivel de extinción sólo por la liberación de energía del impacto inicial.
Sin embargo, la tormenta de fuego global invernal ha sido cuestionada en años más recientes (2003-2013) por Claire Belcher, [228] [230] [231] Tamara Goldin [232] [233] [234] y Melosh, quienes inicialmente habían apoyado la hipótesis, [235] [236] y Belcher denominó esta reevaluación el "debate sobre la tormenta de fuego del Cretácico-Paleogénico". [228]
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Las cuestiones planteadas por estos científicos en el debate son la percepción de una baja cantidad de hollín en el sedimento junto a la capa de polvo de asteroide de grano fino rico en iridio , si la cantidad de material eyectado que reingresa era perfectamente global para cubrir la atmósfera y, en caso afirmativo, , la duración y el perfil del calentamiento de reentrada, ya sea un alto pulso térmico de calor o el calentamiento de " horno " más prolongado y por lo tanto más incendiario, [235] y, finalmente, en qué medida el "efecto de autoprotección" del La primera ola de meteoros ahora enfriados en vuelo oscuro contribuyó a disminuir el calor total experimentado en la Tierra por oleadas posteriores de meteoros. [228]
En parte debido a que el período Cretácico fue una era de alto oxígeno atmosférico , con concentraciones superiores a las actuales, Owen Toon et al. en 2013 se mostraron críticos con las reevaluaciones que se están realizando sobre la hipótesis. [229]
Es difícil determinar con éxito el porcentaje de contribución del hollín en el registro de sedimentos geológicos de este período procedente de plantas vivas y combustibles fósiles presentes en ese momento, [237] de la misma manera que la fracción del material encendido directamente por el impacto del meteorito es difícil de determinar.
Cambios ambientales provocados por el humo de las tormentas de fuego.
+Habría requerido 220 B-29 con 1.200 toneladas de bombas incendiarias, 400 toneladas de bombas altamente explosivas y 500 toneladas de bombas de fragmentación antipersonal, si se hubieran utilizado armas convencionales, en lugar de una bomba atómica.
Se habrían necesitado ciento veinticinco B-29 con 1.200 toneladas de bombas (página 25) para estimar los daños y las bajas en Nagasaki.
Esta estimación presuponía bombardeos en condiciones similares a las existentes cuando se lanzaron las bombas atómicas y una precisión de bombardeo igual al promedio alcanzado por la Vigésima Fuerza Aérea durante los últimos tres meses de la guerra.
Crutzen, por supuesto, conocía el trabajo de Hampson, y también había recibido correspondencia de Hampson alrededor de 1980. Su propia impresión era que las explosiones nucleares sobre la estratosfera probablemente no producirían óxidos de nitrógeno a una altitud lo suficientemente baja como para destruir una gran cantidad de ozono.
{{cite web}}: CS1 maint: others (link)libera partículas de hollín para crear condiciones menores de "invierno nuclear"
Además de las inyecciones de azufre, se ha propuesto inyectar otras especies químicas en la estratosfera.
Por ejemplo, la inyección de partículas de hollín como consecuencia de un conflicto nuclear se ha estudiado en escenarios de "invierno nuclear"... (p. 87)