Wetenschappers en studenten onder leiding van de University of Colorado Boulder en Rutgers University berekenen de milieu- en menselijke gevolgen van een mogelijke nucleaire oorlog met behulp van de meest geavanceerde wetenschappelijke hulpmiddelen die beschikbaar zijn.

De hoofdonderzoekers, CU Boulder Professor Brian Toon en Rutgers Professor Alan Robock, bestuderen de dreiging al tientallen jaren grondig. Ze behoorden tot de eerste wetenschappers die de theorie van de "nucleaire winter" formuleerden, wat aangaf dat een nucleaire oorlog tussen twee landen delen van de planeet zou kunnen afkoelen en hongersnood en massale hongersnood zou kunnen veroorzaken, zelfs in landen die niet bij de oorlog betrokken zijn.

In 1983, Toon, Robock en anderen, waaronder Carl Sagan van Cornell University, volgden de Nederlandse wetenschapper Paul Crutzen en de nu gepensioneerde CU Boulder-professor John Birks op de voet. die een studie uit 1982 publiceerde waarin werd geconcludeerd dat rook uit brandende bossen, steden en oliereserves veroorzaakt door nucleaire explosies zouden zonlicht blokkeren en de aarde afkoelen. De nucleaire winterkrant van 1983, waarvan Toon co-auteur was, werd gepubliceerd in Wetenschap en trok wereldwijde aandacht van wetenschappers, politici en het publiek.

"Ik vind het verrassend en frustrerend dat de potentiële catastrofale gevolgen van een nucleaire oorlog van de radar zijn verdwenen van veel mensen na de nucleaire winterdiscussies die in het begin van de jaren tachtig begonnen, " zei Toon. "Een van onze doelen voor dit onderzoek is mensen informeren hoe gevaarlijk deze wapens zijn door een gedegen wetenschappelijke analyse van de problemen te geven."

Aanhoudende dreiging van 'nucleaire winter'

De nieuwe studie berekent voor het eerst in detail de effecten van een nucleaire oorlog op de landbouw en de oceanische voedselketen en op de mens, inclusief voedselbeschikbaarheid en migratieactiviteit, zei Toon van CU Boulder's Laboratory for Atmospheric and Space Physics. Het team gebruikt verschillende scenario's om te berekenen hoeveel rook geproduceerd door branden in moderne steden, veroorzaakt door nucleaire explosies, zou worden geproduceerd door stedelijke vuurstormen en hun beschikbare brandstoffen. zei Toon.

"De belangrijkste factor is de hoeveelheid rook die zou worden gegenereerd door branden die zijn veroorzaakt door nucleaire ontploffingen in steden en industriële gebieden en die in de bovenste atmosfeer terechtkomen, " zei Robock, een vooraanstaande professor in de afdeling Milieuwetenschappen aan de Rutgers. "Voor de eerste keer, we zullen de branden en vuurstormen modelleren, met behulp van gedetailleerde schattingen van wat zou branden, gebaseerd op nieuwe geloofwaardige scenario's van hoe een nucleaire oorlog zou kunnen worden uitgevochten."

Hoewel het wereldwijde nucleaire arsenaal na het einde van de Koude Oorlog in de jaren tachtig met ongeveer 75 procent werd verminderd, er zijn er nog ongeveer 15, 000 kernwapens verdeeld over negen landen. Terwijl de Verenigde Staten en Rusland het grootste deel van de wapens hebben, de andere leden van 's werelds "Nuclear Club" zijn Groot-Brittannië, China, Frankrijk, Israël, Pakistan, Indië en Noord-Korea.

Toon benadrukte dat de dreiging van een nucleair incident niet is afgenomen en kan ontstaan ​​door miscommunicatie, internationale paniek, computerhacking of storing, terrorisme of actie door een schurkenstaat van een nucleaire natie. Noord Korea, die 10 tot 20 kernwapens heeft, blijft pronken met zijn militaire macht - meest recentelijk met de lancering van een intercontinentale ballistische raket waarvan men denkt dat hij Alaska of Hawaï kan bereiken - die door veel landen werd veroordeeld, inclusief de VS, Rusland en China.

supercomputers, klimaatmodellen vertellen een kernoorlogsverhaal

Het team gebruikt supercomputers en geavanceerde klimaatmodellen die zijn ontwikkeld door het National Center for Atmospheric Research (NCAR) in Boulder om de hoeveelheid brandbrandstoffen in grote steden te berekenen en hoeveel rook er kan worden geproduceerd door kernexplosies. De onderzoekers gebruiken ook landbouw- en wereldhandelsmodellen voor voedsel om de impact op gewassen van een mogelijke nucleaire oorlog en de mogelijkheid van wijdverbreide hongersnood te beoordelen.

"Berekeningen tonen aan dat er genoeg voedsel op de planeet is om mensen ongeveer 60 dagen te voeden, en een gemiddelde stad heeft ongeveer genoeg voedsel om de inwoners slechts zeven dagen te voeden, " zei Toon, ook een professor in de afdeling atmosferische en oceanische wetenschappen (ATOC). "Het functioneren van onze samenleving is voor een groot deel gebaseerd op ons vermogen om voedsel te vervoeren, brandstof en andere goederen-activiteiten die ernstig zouden worden getroffen door een nucleaire oorlog."

In 2016 schreven Robock en Toon een commentaarstuk in The New York Times getiteld Let's End the Peril of a Nuclear Winter. Daarin wijzen ze op hun studie uit 2007 over de mogelijke gevolgen van een kernoorlog tussen India en Pakistan, waarbij elk land 50 bommen ter grootte van Hiroshima tot ontploffing bracht.

Eén resultaat? Rook van de explosies zou de temperatuur doen dalen, tarwe veroorzaken, rijst, De productie van maïs en sojabonen moet gedurende vijf jaar wereldwijd met 10 tot 40 procent worden verminderd. De explosies zouden ook een ernstige aantasting van de ozonlaag van de aarde veroorzaken, schadelijk voor de gezondheid van de mens en het milieu, zei Toon.

Het nieuwe project wordt gefinancierd door een driejarige, $ 3 miljoen subsidie ​​van het Open Philanthropy Project met hoofdkantoor in San Francisco. Open Philanthropy richt zich op het financieren van projecten in vier brede categorieën:Amerikaans beleid, wereldwijde catastrofale risico's, wetenschappelijk onderzoek, en wereldwijde gezondheid en ontwikkeling.

Studenten betrokken bij onderzoek

Als onderdeel van de Open Philanthropy-inspanning, CU Boulder Professor Yunping Xi en zijn studenten zullen de hoeveelheid brandbaar bouwmateriaal beoordelen in moderne steden in verschillende delen van de wereld, evenals de ontvlambare inhoud in dergelijke gebouwen. CU Boulder Professor Julie Lundquist en haar studenten zullen geavanceerde weeronderzoeks- en voorspellingsmodellen gebruiken die zijn ontwikkeld bij NCAR om computersimulaties uit te voeren over hoe terrein- en oppervlakteruwheid het brandgedrag na een nucleaire ontploffing kunnen beïnvloeden.

Robock werkt samen met verschillende afgestudeerde studenten, waaronder Joshua Coupé, die zullen helpen bij klimaatmodellering. Een andere van zijn afgestudeerde studenten, Guangoh Jheong, zal werken aan landbouwmodellering met de postdoctoraal onderzoeker Florian Zabel van de Universiteit van Chicago. Rutgers universitair hoofddocent Gal Hochman en afgestudeerde student Hainan Zhang zullen werken aan economische modellering voor de inspanning, zei Robock.

NCAR-wetenschappers Charles Bardeen en Michael Mills, die beiden hun doctoraat behaalden aan CU Boulder, zal de nieuwste atmosferische en aerosol-klimaatmodellen gebruiken die in het centrum zijn ontwikkeld om de reactie van het klimaatsysteem op het roet van branden beter te begrijpen. Op basis van de huidige wetenschappelijke kennis, sommigen kunnen in de stratosfeer 10 tot 30 mijl boven het aardoppervlak terechtkomen en jarenlang of zelfs decennia in de lucht blijven, zei Toon.

Werken met Toon, Bardeen en Mills - die eerder met hem samenwerkten aan nucleaire wintersimulaties - zullen de injecties van gassen en aerosolen van stadsbranden volgen, het berekenen van hun vervoer, verwijdering en de interactie van de deeltjes met wolken, invallend zonlicht en klimaat.

In aanvulling, CU Boulder-assistent-professor Nicole Lovenduski en studenten zullen bestuderen hoe de oceanische voedselketen zou kunnen veranderen als reactie op de klimaatverstoring en de versterkte ultraviolette straling van nucleaire explosies.

"Ons werk zal een veel duidelijkere beschrijving geven van de wereldwijde humanitaire gevolgen, ondersteund door ultramoderne berekeningen van de branden, de klimaatverandering en de impact op de voedselproductie, prijzen en beperkingen voor een aantal verschillende mogelijke kernoorlogen, ' zei Robock.