最近的野火烟雾非常具有破坏性,科学家用它来研究核冬天

最近的野火烟雾非常具有破坏性,科学家用它来研究核冬天

2017 年 8 月,野火肆虐太平洋西北部,大量浓烟冲上天空。随着烟尘不断聚集,上升至平流层,科学家们意识到,他们正在观察核冬天理论的首次可能验证。

“大自然为我们做了实验,”气候科学家艾伦·罗伯克 (Alan Robock) 说道,他是《科学》杂志上发表的一篇新论文的合著者,自 1980 年代以来一直在研究核冬天。美国北部和加拿大 110 万英亩的土地被烧毁,产生了火积雨云。想象一下雷暴带来的巨大、黑暗、强大的云层——然后再加上火和烟。这些巨型云层会产生危险的风暴,同时将烟雾和气溶胶汇入地球平流层。在这种情况下,研究人员能够使用卫星在 8 个月内跟踪其影响。

最初,烟雾停留在离地面约 7.5 英里的对流层上部,漂浮在大多数天气现象发生的上方。但随后,烟雾开始“自行升腾”。云层中的黑碳(俗称烟灰)吸收了太阳辐射,加热的粒子变得更有浮力。结果,整个烟雾上升到平流层。短短两个月内,烟雾从离地面 7.5 英里上升到 14 英里。

此前关于核冬天的研究认为,核战争会产生足够的烟雾,阻挡阳光、降低温度并改变全球天气。这项研究的主要作者、中国暨南大学气候学家余鹏飞表示,预测烟雾会在太阳能的帮助下迅速上升。但这是第一次清楚地证明这一点。自升式上升是核冬天理论的关键,因为烟雾上升到平流层是核冬天产生持久有害影响的原因。通常情况下,雨水会在几天或几周内将烟雾颗粒从天空中冲走,但在对流层上方没有降水。如果没有雨水,巨型云层理论上可以在平流层上层停留数年。

就核冬天而言,大量烟雾会自行升入平流层,随风扩散,在地球大部分地区形成遮蔽阳光的层。如果没有雨水,烟雾层可能会持续数年,造成寒冷干燥的天气,从而破坏粮食生产。仅仅两个国家之间的战争就可能造成全世界的饥荒。

野火烟雾形成的巨型云层花了几周时间才到达平流层,但到达那里后,它绕地球移动了八个多月。这比研究人员最初计算的寿命短了约 40%。罗伯克说,他们没想到大气中高活性氧分子会降低云层的活性。

该研究追踪了云层的行为和成分,但烟柱太小,无法测量或验证气候影响。“野火烟雾喷射量比核战争小 10,000 倍左右,”Yu 说。核冬天将是整个城市基础设施和塑料燃烧的结果,产生的烟尘比燃烧树木产生的烟尘还要多。2017 年的野火向大气中喷射了 30 万吨烟尘,但根据 Robock 之前研究的估计,印度和巴基斯坦之间的战争可能会产生 1500 万吨烟尘,美国和俄罗斯可能会产生 1.5 亿吨烟尘。不过,这些新信息可以帮助验证和改进现有的核冲突气候模型。

在冷战高峰期,美国和苏联科学家的研究明确指出,核攻击并非孤立事件,而是破坏性的连锁反应。罗伯克说,现在有九个国家拥有核弹头,其中大多数比美国 74 年前在广岛引爆的原子弹威力大得多。美国和俄罗斯这两个最大的核武库之间的摩擦加剧,导致记者和科学家紧张地重申核冬天将相互毁灭。罗伯克希望他的团队的研究能够提醒人们潜在的后果。“希望这项工作有助于让世界更加和平,”他说。

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