Озонные дыры и гибель человечества

Важно и то, в течение какого времени дым поступает в атмосферу. Без всяких ядерных взрывов, в мирное время все человечество выбрасывает в атмосферу в течение года около 200 Мт дымовых частиц. От ядерных пожаров поступит примерно столько же, но это произойдет за короткое время, а не за год. В этом вся разница. Когда в мирное время забрасывают одни дымовые частицы, то те, которые попали туда раньше, возвращаются на поверхность Земли. Если всю эту массу дымовых частиц (200 Мт) забросить сразу, то их воздействие на оптические свойства атмосферы будут катастрофическими. Конечно, разница между мирным и ядер-ным дымом не только количественная. Мирный дым имеет низкую интенсивность горения. Поэтому его большая часть сосредотачивается в пограничном слое атмосферы, то есть ниже одного километра. А отсюда частицы дыма легко вымываются с осадками. Кроме того, мирный дым не сосредоточен в одном или нескольких местах. Ввод мирного дыма осуществляется одновременно в разных местах и более или менее равномерно в течение года. Значит, мирный дым нигде не накапливается в таких количествах, которые могут заметно повлиять на нагрев атмосферы. Значительная часть мирного дыма образуется при сжигании древесины в контролируемых условиях. Поэтому содержание элементарного углерода в частицах этого дыма невелико. Поэтому частицы мирного дыма живут не более 10 дней, а то и того меньше. Очень легко подсчитать, что при приведенных выше условиях в каждый момент времени в атмосфере находится около 5,5 Мт частиц дыма. Частицы такого дыма не очень сильно поглощают солнечное излучение.

При расчетах последствий ядерного конфликта ученые рассматривали разные варианты развития событий (разные сценарии). В большинстве сценариев исходили из того, что основной обмен ядерными ударами будет происходить только несколько дней. Ядерные пожары в городах, вероятно, будут продолжаться в течение суток. В первые несколько часов их интенсивность будет максимальной. Лесные пожары будут продолжаться в течение недели. Если действительно будет такой режим ввода дыма в атмосферу, в ней будет накапливаться значительное количество дыма даже при нормальной скорости выведения дымовых частиц из атмосферы.

Однако под действием ядерных взрывов условия в атмосфере существенно изменятся. Изменится режим атмосферных осадков. При нормальных условиях значительная часть осадков образуется в нижней части тропосферы. Но когда в верхнюю часть тропосферы будет введено большое количество дыма (половина всей массы дыма), то время жизни дымовых частиц существенно увеличится. И вообще при этом значительно уменьшится интенсивность влагооборота. Поэтому выведение дымовых частиц осадками станет менее эффективным, поскольку самих осадков будет меньше и они из-за изменения теплового режима тропосферы будут формироваться в более низких слоях тропосферы, а не там, где надо вымывать дым. Количество осадков уменьшится не только потому, что дымовой воздух в верхней тропосфере нагреется из-за поглощения солнечной энергии частицами дыма. Количество осадков уменьшится и по другой причине — образование капель замедлится, поскольку их начнет образовываться значительно больше, но процесс образования капель сильно замедлится. И результат будет отрицательным — осадков будет меньше. Почему замедлится процесс образования капель? Да потому, что резко увеличится концентрация аэрозольных частиц в воздухе после задымления атмосферы. Значит, увеличится число центров конденсации, поскольку каждая аэрозольная частица является потенциальным центром, на котором происходит конденсация водяного пара и так постепенно образуется капля воды. Центров конденсации становится больше, а водяного пара на всех не хватает, поскольку относительная влажность атмосферы не только не растет, а даже уменьшается. Поэтому капли растут медленно, осадки образуются замедленно. А относительная влажность воздуха уменьшается потому, что температура воздуха растет. В этих условиях водяные капли растут медленно. Они вообще могут не дорасти до кондиции, чтобы выпасть каплями дождя. Действительно, что в избытке, то плохо.

Дымовые частицы разных размеров по-разному влияют на распространение и поглощение солнечного излучения. Об этом уже говорилось. Поэтому специалисты очень скрупулезно изучают, каких частиц, с какими массами и размерами в образовавшемся дымовом облаке больше, а каких меньше. Собственно, надо знать полное распределение частиц по размерам и по массам. Тогда можно говорить о времени их жизни (если известна высота их нахождения), также об оптических свойствах ансамбля таких дымовых частиц.

Было установлено, что для деловой древесины содержание сажи (элементарного углерода) достигает 8 — 30 %. Количество сажи, образующейся при горении пластика и резины, составляет примерно 90 % их массы и даже больше. А сажа состоит из частиц, которые являются самыми долгоживущими.