Forskare och studenter som leds av University of Colorado Boulder och Rutgers University beräknar de miljömässiga och mänskliga effekterna av ett potentiellt kärnkrig med hjälp av de mest sofistikerade vetenskapliga verktygen som finns.
De ledande forskarna, CU Boulder professor Brian Toon och Rutgers professor Alan Robock, har studerat hotet på djupet i årtionden. De var bland de första forskarna som formulerade teorin "kärnvinter", som indikerade att ett kärnvapenkrig mellan två länder kan kyla delar av planeten och utlösa hungersnöd och massasvält, även i nationer som inte är inblandade i kriget.
1983, Toon, Robock och andra-inklusive Cornell University's Carl Sagan-följde i hälarna på den holländska forskaren Paul Crutzen och nu pensionerade CU Boulder-professor John Birks, som publicerade en studie från 1982 som drog slutsatsen att rök från brinnande skogar, städer och oljereserver orsakade av kärnvapensprängningar skulle blockera solljus och kyla jorden. 1983 års kärnvinterspapper, som Toon var medförfattare till, publicerades i Vetenskap och fick uppmärksamhet världen över från forskare, politiker och allmänheten.
"Jag tycker det är förvånande och frustrerande att de potentiella katastrofala effekterna av ett kärnvapenkrig har fallit av radarn för många människor efter de kärnvinterdiskussioner som inleddes i början av 1980 -talet, "sade Toon." Ett av våra mål för denna studie är att informera människor om hur farliga dessa vapen är genom att tillhandahålla en gedigen vetenskaplig analys av frågorna. "
Pågående hot om 'kärnvinter'
Den nya studien kommer att beräkna i detalj för första gången effekterna av kärnkriget på jordbruket och den oceaniska livsmedelskedjan och på människor, inklusive tillgång på mat och migrationsaktivitet, sade Toon från CU Boulders laboratorium för atmosfärisk och rymdfysik. Teamet använder olika scenarier för att beräkna hur mycket rök som produceras av bränder i moderna städer som initieras av kärnvapensprängningar som skulle produceras av stadsstormar och deras tillgängliga bränslen, Sa Toon.
"Den viktigaste faktorn är mängden rök som kommer att genereras från bränder som startas av kärnkraftsprängningar i städer och industriområden och som hamnar i den övre atmosfären, "sa Robock, en framstående professor vid Institutionen för miljövetenskap vid Rutgers. "För första gången, vi kommer att modellera bränderna och eldstormarna, med detaljerade uppskattningar av vad som skulle brinna, baserat på nya trovärdiga scenarier om hur ett kärnvapenkrig kan utkämpas. "
Även om den globala kärnvapenarsenalen minskade med cirka 75 procent efter det kalla krigets slut på 1980 -talet, det finns fortfarande cirka 15, 000 kärnvapen fördelade på nio nationer. Medan USA och Ryssland har huvuddelen av vapnen, de andra medlemmarna i världens "Nuclear Club" är Storbritannien, Kina, Frankrike, Israel, Pakistan, Indien och Nordkorea.
Toon betonade hoten om en kärnvapenincident inte har minskat och kan uppstå på grund av felkommunikation, internationell panik, dataintrång eller fel, terrorism eller handling av en oseriös ledare för en kärnkraftsnation. Nordkorea, som har 10 till 20 kärnvapen, fortsätter att skryta med sin militära makt - senast med lanseringen av en interkontinental ballistisk missil som tros kunna nå Alaska eller Hawaii - som fördömdes av många nationer, inklusive USA, Ryssland och Kina.
Superdatorer, klimatmodeller berättar en kärnkrigshistoria
Teamet använder superdatorer och sofistikerade klimatmodeller som utvecklats av National Center for Atmospheric Research (NCAR) i Boulder för att beräkna mängden brandbränslen i större städer och hur mycket rök som kan produceras av kärnvapensprängningar. Forskarna använder också jordbruks- och livsmedelshandelsmodeller för att bedöma effekterna på grödor från ett potentiellt kärnvapenkrig och möjligheten till utbrett hungersnöd.
"Beräkningar visar att det finns tillräckligt med mat på planeten för att mata människor i cirka 60 dagar, och en genomsnittlig stad har ungefär tillräckligt med mat för att mata invånarna i bara sju dagar, "sa Toon, också professor vid avdelningen för atmosfäriska och oceaniska vetenskaper (ATOC). "Vårt samhälles funktion är till stor del baserad på vår förmåga att transportera mat, bränsle och andra varor - aktiviteter som skulle drabbas hårt av ett kärnvapenkrig. "
2016 författade Robock och Toon en kommentar i The New York Times med titeln Let's End the Peril of a Nuclear Winter. I den pekar de på deras studie från 2007 om den potentiella effekten av ett kärnvapenkrig mellan Indien och Pakistan, med varje land som detonerar 50 bomber i Hiroshima-storlek.
Ett resultat? Rök från explosionerna skulle få temperaturer att sjunka, orsakar vete, ris, majs- och sojaböneproduktionen ska minskas globalt med 10 till 40 procent i fem år. Explosionerna skulle också orsaka allvarlig utarmning av jordens ozonlager, skadar människors hälsa och miljön, sa Toon.
Det nya projektet finansieras av ett treårigt, 3 miljoner dollar bidrag från Open Philanthropy Project med huvudkontor i San Francisco. Open Philanthropy fokuserar på att finansiera projekt i fyra stora kategorier:USA:s politik, globala katastrofala risker, vetenskaplig forskning, och global hälsa och utveckling.
Studenter involverade i forskning
Som en del av Open Philanthropy -insatsen, CU Boulder professor Yunping Xi och hans studenter kommer att bedöma mängden brandfarligt byggmaterial i moderna städer i olika delar av världen, liksom det brandfarliga innehållet i sådana byggnader. CU Boulder -professor Julie Lundquist och hennes studenter kommer att använda sofistikerade väderforsknings- och prognosmodeller som utvecklats vid NCAR för att köra datorsimuleringar om hur terräng och ytjämnhet kan påverka brandbeteende efter en kärnkraftsprängning.
Robock arbetar med flera doktorander, inklusive Joshua Coupe, som kommer att hjälpa till med klimatmodellering. En annan av hans doktorander, Guangoh Jheong, kommer att arbeta med jordbruksmodellering med University of Chicago postdoktoralforskare Florian Zabel. Rutgers docent Gal Hochman och doktorand Hainan Zhang kommer att arbeta med ekonomisk modellering för insatsen, sa Robock.
NCAR -forskarna Charles Bardeen och Michael Mills, som båda tog sin doktorsexamen vid CU Boulder, kommer att använda de senaste atmosfäriska och aerosolklimatmodellerna som utvecklats i centrum för att bättre förstå klimatsystemets reaktion på sot från bränder. Baserat på aktuell vetenskaplig kunskap, vissa kan hamna i stratosfären 10 till 30 miles över jordens yta och förbli höga i år eller till och med decennier, sa Toon.
Arbeta med Toon, Bardeen och Mills - som tidigare samarbetat med honom om kärnvinterssimuleringar - kommer att spåra injektioner av gaser och aerosoler från stadsbränder, beräkna deras transport, avlägsnande och partiklarnas interaktion med moln, inkommande solljus och klimat.
Dessutom, CU Boulder biträdande professor Nicole Lovenduski och studenter kommer att studera hur den oceaniska livsmedelskedjan kan förändras som svar på klimatstörningar och förbättrad ultraviolett strålning från kärnkraftsexplosioner.
"Vårt arbete kommer att ge en mycket tydligare beskrivning av de globala humanitära konsekvenserna som stöds av toppmoderna beräkningar av bränderna, klimatförändringarna och effekterna på livsmedelsproduktionen, priser och restriktioner för ett antal olika möjliga kärnvapenkrig, sa Robock.
