Озонные дыры и гибель человечества

Главный вывод состоит в том, что дым от ядерного пожара поднимется в стратосферу. Для этого мощность источника должна составлять (1–2) × 10⁹ кВт. Такая мощность соответствует мощности, выделяемой при лесном пожаре, который охватывает площадь в 10 квадратных километров и когда скорость горения составляет 3–5 г/(м^2.с). Это случай полного выгорания леса (всей древесины) на указанной площади в течение двух-трех часов. При обычных пожарах так быстро лес не горит.

При сгорании древесины выделяется влага, она превращается в пар и облегчает процесс подъема воздуха в конвективных потоках за счет выделения тепла конденсации. Дело в том, что вертикальная скорость воздуха в струях, которые распространяются во влажной атмосфере, примерно в два раза больше, чем в сухой атмосфере. Потолок струи метеотрона в стандартной насыщенной влагой атмосфере составил приблизительно 6 км по сравнению с 2 км для сухой атмосферы при той же мощности источника.

Приведем еще некоторые цифры. Ученые рассчитали (моделировали) процесс пожара в большом городе, исходя из того, что на площади размерами в 8 км (в поперечнике) плотность выхода тепловой энергии составляла сто тысяч ватт на каждый квадратный метр. Для всей площади в сумме это равно пять миллионов мегаватт. Для сравнения скажем, что это втрое больше, чем было в случае пожара в Гамбурге летом 1943 года. При этих условиях дым поднимается до высоты 12,1 км, то есть он достигает стратосферы. По оценкам других ученых, эта высота равна 14 км, при этом 44 % дыма достигает стратосферы. Расчеты применительно к условиям пожара в Гамбурге дают высоту подъема струи равной 9 км. В принципе такую же величину сообщали и наблюдатели (7 —12 км).

Интенсивность ядерных пожаров будет разной. Поэтому и дым от каждого пожара будет подниматься на некую свою высоту. Больших пожаров будет больше, и дым от них будет заноситься в стратосферу.

Еще одно обстоятельство будет содействовать дыму ядерных пожаров подняться в стратосферу. Это обстоятельство связано с тем, что задымленная атмосфера не только рассеивает солнечное излучение, но и поглощает его. Поэтому она неизбежно нагревается. Значит, температура задымленного воздуха будет выше, и он будет подниматься вверх. Другими словами, плавучесть воздуха с дымом увеличится. В результате этого дым от ядерных пожаров будет достигать высоты 30 км.

Важно определить, сколько образуется при ядерных пожарах аэрозольных частиц, ведь от их количества зависят оптические свойства атмосферы, или, другими словами, какая часть солнечного излучения будет рассеяна, какая будет поглощена, а какая все же достигнет поверхности Земли. Специалисты рассчитали, что в результате городских пожаров образуется 52 % аэрозольных частиц. Как уже говорилось, в городах сосредоточена большая масса горючих веществ (около 10 г на каждый квадратный сантиметр). При огненных штормах образуется около 7 % аэрозольных частиц. При лесных пожарах в первые 10 дней образуется 34 % аэрозольных частиц, а в последующий месяц — 7 %. Считается, что в лесу горючего вещества примерно в пять раз меньше, чем в центре современного среднего города. Цифры выглядят примерно так. Если в городах сгорит 1,9 г/см² горючего вещества, в лесах — 0,5 г/см² (на площади пятьсот тысяч квадратных километров), а общее количество дыма составит 2,25 × 10⁸ тонн, то из этого количества дыма примерно около 11 Мт (то есть 5 %) попадает в стратосферу. Одиннадцать миллионов тонн дымовых частиц в стратосфере не останутся незамеченными. Надо помнить, какова там плотность воздуха. Если говорить на обыденном языке, то воздуха там настолько мало, что можно сказать, что его там вообще нет. Если говорить на научном языке, то в стратосфере имеются условия глубокого вакуума, которые нельзя получить с помощью самых лучших в мире вакуумных лабораторных установок. Одиннадцать миллионов тонн инородных частиц в этом вакууме заставят лучи солнечного света изменить направление. Специалисты говорят, что при этом сильно увеличивается оптическая плотность атмосферы.

Недостаточно знать, сколько дымовых частиц будет заброшено в стратосферу. Надо знать и время жизни дымовых частиц в стратосфере. Дым — это совокупность, коллектив, ансамбль частиц. Поэтому изучать его жизнь можно, используя законы поведения аэрозольных частиц. А эти законы достаточно хорошо изучены. По этим законам время жизни дымовых частиц в нижней тропосфере составляет несколько дней (около недели). После этого времени частицы дыма вымываются осадками и оказываются на поверхности Земли. Если частицы дыма оказались выше, в средней тропосфере, то у них есть шансы продержаться до двух недель, поскольку плотность воздуха там значительно меньше. В верхней тропосфере (ниже 11 км) дымовые частицы живут около месяца. Для тех дымовых частиц, которые оказались в стратосфере и размеры их оптимальные (меньше одного микрометра и больше одной десятой микрометра), то они проживут там многие месяцы. Не исключено, что время их жизни превысит даже год.