Воздействие ядерного взрыва на океаны

 

Наряду с уменьшением потока солнечной радиации, достигающей поверхности океана, целый ряд эффектов ответствен за нарушение температурного режима его верхнего слоя при оптически толстом загрязнении атмосферы. Следует учитывать изменение потока нисходящей тепловой радиации из-за перестройки облачного покрова, присутствия аэрозоля и нарушения теплового режима атмосферы. Потоки латентного тепла меняются вследствие изменения температуры воздуха, влажности и скоростей ветра. Возмущение циркуляции атмосферы может вызвать перестройку прибрежных апвеллингов и океанических течений, что приведет к специфическим для каждого конкретного района эффектам, которые на региональном масштабе будут доминирующими по сравнению с эффектами, индуцированными процессами переноса излучения и латентного тепла.
Большинство моделей общей циркуляции атмосферы, использовавшихся для исследования климатических последствий ядерной войны, в результате которой в атмосферу будет поднято большое количество пыли и дыма, не описывают согласованного изменения температуры океана и предполагают ее либо фиксированной, либо изменяющейся в соответствии с сезонами года согласно климатическим данным. Исключениями являются двухслойная трехмерная модель, использованная Александровым и Стенчиковым {Aleksandrov, Stenchikov, 1983), двумерная климатическая модель Мак-Кракена (MacCracken, 1983) и одномерная энергобалансовая модель Робока (Robock, 1984). Однако ни одна из этих моделей не учитывает динамических процессов в океане. Все эти исследования предсказывают охлаждение поверхности океана всего лишь на несколько градусов Цельсия в течение первых нескольких месяцев. Согласно работе Робока (Robock, 1984), где учитывались альбедные эффекты в результате увеличения площади снежного покрова и морского льда в высоких широтах Северного полушария в первую осень после ядерного конфликта, который по предположению происходит летом, температура океана упадет на 5—10 °С. Однако в этом расчете нарушен закон сохранения энергии, что делает его результаты несколько сомнительными.
Даже если игнорировать вероятность изменения динамики океанов, для получения реалистичных оценок изменения температуры их поверхности необходимо самосогласованным образом учитывать перенос пыли и дыма. В этом случае рассчитанные изменения ветров и относительной влажности могут быть использованы для более точной оценки испарения с поверхности океана.
Как уже указывалось, однако, наибольшие изменения температуры поверхности океана возникнут из-за изменений динамических процессов в океане, вызванных изменениями напряжения трения ветра, и будут носить региональный характер. Отекание холодного воздуха с континентов, как при зимнем муссоне или катабатических ветрах, может привести к прибрежному апвеллингу холодных вод. Этот эффект, который в естественных условиях наблюдается во многих местах на Земле, может уменьшить смягчающее влияние океанов в прибрежных зонах, где не возникают сильные ветры с моря.
Наиболее сильные изменения могут возникнуть в системах типа Эль-Ниньо, которая существует в экваториальной части Тихого океана и модулируется в зависимости от интенсивности пассатов (Wyrtki, 1975). Эль-Ниньо — сложное явление, в котором поверхностные ветры влияют на состояние верхнего океанского слоя на всей экваториальной части Тихого океана. В свою очередь эти аномалии температуры поверхности океана влияют на атмосферную циркуляцию не только в тропиках, но и в более высоких широтах (см., например, Chervin, Druyan, 1984; Stone, Chervin, 1984). Эта сложная интерактивная система является предметом активных исследований (NRC, 1983; Kerr, 1984), поскольку она представляет интерес как сама по себе, так и из-за наблюдаемого ее воздействия на погоду в средних широтах.
Ясно, что сейчас еще преждевременно предсказывать, как изменения ветров у поверхности, вызванные оптически толстым загрязнением атмосферы, повлияют на систему Эль-Ниньо, но совершенно понятно, что такие эффекты возникнут. Распределения поверхностных ветров должны определяться по полностью интерактивной модели общей циркуляции атмосферы, причем следует ожидать, что эти распределения будут меняться при попадании загрязнений в атмосферу и из-за сезонных вариаций. Обратные связи между атмосферными и океаническими процессами внесут свой вклад в эволюцию системы. Такие изменения могут привести к сильным возмущениям климатического режима в тропиках и в более высоких широтах даже при отсутствии дыма и пыли в этих регионах. В результате таких процессов могут пострадать Южная Америка, Австралия, Новая Зеландия и Северная Африка (Pittock, 1984).