Александр Тарко. Ядерная зима – история и прогнозы (продолжение)

НАЧАЛО

Тундра, лесотундра, таежные леса, широколиственные леса

Для оценки способности данных растений переносить морозы были сопоставлены распределения отдельных пород деревьев и средние абсолютные минимумы температур. Анализ этих данных позволил оценить минимальные температуры, которые способны переносить деревья зимой (табл. 1).

Таблица 1. Максимальная морозостойкость деревьев (время действия морозов 1 месяц)

_________________________________________

Деревья ————- Морозостойкость зимой, ° С

__________________________________________

Бук ————————– – 25

Дуб ————————– -40

Береза ———————- -55

Ель ————————— -65

Сосна ———————– -65

Пихта ———————- -65

Кедр ———————— -55

Лиственница ————- -65

_________________________________________

Для каждого участка суши, сравнивая обычные температуры зимой, температуры во время ядерной зимы, соотношение пород деревьев и используя данные наблюдений гибели деревьев в аномальные зимы, можно было оценить процент гибели деревьев. Эта процедура осуществлялась экспертным методом. Были сопоставлены процент гибели растений в обычные зимы, соответствующий средним многолетним условиям, и процент гибели растений в аномальные зимы с длительными морозами. Данные о проценте гибели растений под действием морозов ядерной зимы были получены путем линейной экстраполяции вышеприведенных чисел.

Оказалось, что в связи с разными значениями температур в обычную зиму и разным падением температуры при ядерной зиме степень гибели одних и тех же растений в Европе, Сибири и Северной Америке будет различной. Данные о гибели растений трех регионов представлены в табл. 2.

Таблица 2. Гибель растительности в некоторых типах растительных сообществ (ядерная война начинается в январе) _____________________________________________________________________________________

Тип растительности ————- Гибель растительности (в Европе – Сибири – Северной Америке) _____________________________________________________________________________________

Арктические пустыни, тундра ————————– 25 – 10 – 25

Лесотундра, северотаежные леса ———————- 25 – 10 – 50

Среднетаежные, южнотаежные леса —————– 50 – 25 – 75

Широколиственно-хвойные,

широколиственные субтропические леса ———– 100-100-100

Степи ————————————————————  90 – 90 – 90 ______________________________________________________________________________________

На карте типов растительных сообществ (рис. 4) были отмечены соответствующие области, занятые указанными в табл. 2 растительными сообществами.

Рис. 4. Степень гибели растений под действием факторов ядерной зимы в случае, если ядерный конфликт происходит в январе (обозначена доля погибших растений) 1 – 100% , 2 – 90% , 3 – 75% , 4 – 50%, 5 – 25%, 6 – 10%, 7 – гибели растений нет

Степи

Холода в зоне степей приведут к гибели надземной части растений и к почти полному вымерзанию их корневой системы. Морозостойкость надземной части травянистых растений составляет в зоне степей (-11)-(-20)° С, а температура в ядерную зиму здесь будет (-23)-(-30)° С. В течение нескольких месяцев возможно выживание ряда луковичных растений. Погибнет около 90% растений.

Высокогорные пустыни, альпийские, субальпийские луга

Тип горной растительности приспособлен переносить значительные низкие температуры. Поэтому растения частично смогут выдержать ядерную зиму. Погибнет около 75% растений. В альпийских и субальпийских лугах Тибета падение температуры составит более 50° С, и при сильном падении освещенности их растительность погибнет почти полностью.

Тропические и субтропические леса, саванны

Переносимость данной растительностью факторов ядерной зимы будет такой же, как и в случае, когда ядерный конфликт произойдет в июле. Поэтому гибель данных видов растений также будет полной.

Растительность Южного полушария

В январе в Южном полушарии – лето. Переносимость растениями экваториальной зоны факторов ядерной зимы будет незначительно отличаться от переносимости в случае, если ядерная война начнется в июле. Это объясняется тем, что в тропической зоне различие температур зимы и лета невелико.

В более южной части полушария изменение температуры и освещенности будет слабым и влияние факторов ядерной зимы будет незначительным.

Гибель агроэкосистем

В данной ситуации можно говорить о возможности выживания озимых культур. Все остальные зимующие агроценозы (плодовые растения и др.), как показывают результаты сравнения морозостойкости и абсолютных значений температур в ядерную зиму, погибнут. Морозостойкость озимой ржи составляет (-30)° С, а пшеницы в зависимости от сорта (-16)-(-26)° С. В ядерную зиму температуры в зоне озимых культур будут (-22)-(-40)° С. Следовательно, небольшая часть (около 10%) озимых может выдержать морозы. Однако вероятность их выживания после прекращения ядерной зимы (за счет действия других факторов ядерной войны) практически равна нулю.

Если ядерная война начнется в январе, то гибель животных в умеренных и высоких широтах Северного полушария будет определяться сильными холодами и сложностью при низкой освещенности найти достаточно пищи для поддержания возросших в этих условиях энергетических потребностей. Гибель млекопитающих и птиц в этих условиях будет полной. Гибель животных в тропической зоне будет приблизительно такой же, как и в случае ядерной войны, начавшейся в июле.

Океан

Океан является наиболее консервативным блоком биосферы. За счет своих размеров он демпфирует многие локальные колебания климатических и биогеохимических факторов. Наибольшее влияние на его экосистемы окажет, по-видимому, ядерная зима. Однако в течение ядерной зимы поверхностный слой океана охладиться на 1.2° расчетам [4]. Поэтому основным фактором, влияющим на биоту океана, будет падение освещенности и полное прекращение фотосинтеза. Произойдет значительное уменьшение количества фитопланктона, но полной гибели его не будет, так как многие виды перейдут в состояние покоя и переживут ядерную зиму. По ее окончании количество фитопланктона восстановится в течение нескольких лет. Возможна гибель многих видов рыб, главным образом из-за отсутствия достаточного количества пищи и невозможности ее найти из-за низкой освещенности. Однако полного распада трофической пирамиды не произойдет, поскольку в пищевых цепях останутся нетронутыми бактериопланктон и растворенное органическое вещество.

Таким образом, ядерная зима окажет самое сильное воздействие на экосистемы суши. Если война начнется летом, то вымерзнет большая часть растительности Северного полушария. Тропическая растительность будет уничтожена в любом случае.

Образовавшиеся огромные площади мертвых лесов будут служить материалом для вторичных лесных пожаров. Разложение этой мертвой органики приведет к выбросу в атмосферу большого количества углекислого газа, серьезно нарушится глобальный цикл углерода Уничтожение растительности (особенно в тропиках) вызовет активные процессы эрозии почвы. Погибнут практически все виды млекопитающих и птиц.

Ядерная зима нанесет серьезный ущерб агроэкосистемам. Вымерзнут все плодовые деревья, виноградники и т. п. Погибнут практически все популяции сельскохозяйственных животных, поскольку инфраструктура животноводства будет разрушена.

Восстановление части растительности возможно (сохранятся семена), но этот процесс будет замедлен воздействием других факторов ядерной войны.

Долговременные климатические последствия ядерной зимы

После окончания ядерной зимы для большинства экосистем интенсивность круговорота химических элементов (углерод, азот и др.), а также общее количество вещества, участвующего в круговороте, уменьшится. В результате увеличится количество СО2 в атмосфере, увеличится накопление биогенных элементов в водоемах.

Из-за пожаров в атмосферу поступит значительное количество СО2. Гибель деревьев в результате климатического и радиационного стрессов приведет (за счет разложения органического вещества древесины) к дополнительному потоку СО2 в атмосферу. В результате уменьшения продуктивности растений суши количество гумуса также станет уменьшаться. Следовательно, суша станет источником атмосферного СО2. Поглощение избытков атмосферного СОдолгое время будет определяться океаном.

Сделаем оценку изменения СО2 в атмосфере и средней глобальной температуры, исходя из следующего сценария. Считая, что 20% лесов Северного полушария сгорит во время пожаров, получим, что количество СО2 в атмосфере практически мгновенно повысится на 15%. Затем во время ядерной зимы погибнут все леса Северного полушария и тропиков. Соответствующие площади в течение пяти лет зарастут травяной и кустарничковой растительностью. Процессы разложения мертвой органики, подстилки и гумуса после ядерной зимы через три года восстановятся полностью. Прозрачность атмосферы восстановится сразу после окончания ядерной зимы.

По этому сценарию с помощью модели [10] были рассчитаны динамика изменения атмосферного СОи средней глобальной температуры (рис. 5).

Рис. 5. Изменение концентрации СО в атмосфере (в относительных единицах по отношению к современной концентрации) и температуры после крупномасштабной ядерной войны. За нулевой принят год от окончания ядерной войны

Основной поток углерода в атмосферу через три года после войны будет определяться разложением мертвой органики, погибшей во время ядерной зимы.

Через 30 лет количество СОв атмосфере увеличится в 1.6 раза, а температура (за счет парникового эффекта) поднимется на 1.3° С. затем начнется медленный спад, который будет продолжаться до 100-150 лет.

Общий вывод, касающийся биогеохимических циклов, состоит в том, что уничтожение лесов и замена лесных экосистем травяными и болотными резко уменьшают устойчивость биосферы в целом и ее способность к демпфированию климатических вариаций. Это объясняется тем, что лесные экосистемы наиболее эффективно регулируют глобальный углеродный цикл и тесно связанную с ним глобальную температуру атмосферы. Поэтому климат станет менее устойчивым. ________________________________________________________________________________________________

1. Александров В.В., Архипов П.Л., Пархоменко В.П., Стенчиков Г.Л.Глобальная модель системы океан – атмосфера и исследование ее чувствительности к изменению концентрации СО2. // Изв. АН СССР, сер. Физика атмосферы и океана. – 1983. – Т. 19. – № 5. – с. 451-458.

2. Александров Г.А., Арманд А.Д., Свирежев Ю.М., Тарко А.М. и др.Математические модели экосистем. Экологические и демографические последствия ядерной войны. // Под ред. А.А. Дородницына. М.: Наука, 1986. – 176 С.

3. Касперска-Палач А.Механизм закаливания травянистых растений. // Холодностойкость растений, Под ред. Г.А.Самыгина. М.: Колос. – 1983. – с. 112.

4. Моисеев Н.Н., Александров В.В., Тарко А.М.Человек и биосфера. Опыт системного анализа и эксперименты с моделями. М.: Наука. – 1985. – 272 с.

5. Туманов Н.И.Физиология закаливания и морозостойкости растений. М: Наука- 1979.

6. Aleksandrov V.V., Stenchikov G.L.On the modelling of the climatic consequences of the nuclear war. Moscow: Computer Center, USSR Acad. Sci. – 1983.

7. Ambio. 1982, V. 11, N 2-3.

8. Environmental Consequences of Nuclear War. Physical and Atmospheric Effects. SCOPE 28. – Eds.: Pittock A.B., Ackerman T.P., Crutzen P.J., MacCracken M.C., Shapiro C.S., Turco R.P. – Wiley, U.K. , 1985. – V. 1, 359 pp.

E9. nvironmental Consequences of Nuclear War. Ecological and Agricultural Effects. SCOPE 28. – Eds.: Harwell M.A., Hutchinson T.C. – Wiley, U.K., 1985. – V. 2. – 523 pp.

10. Тарко А.М.Моделирование глобальных биосферных процессов в системе атмосфера – растения – почва. // Динамическое моделирование в агрометеорологии, Ред. Ю.А. Хваленский, Л., Гидрометеоиздат, 1982, с. 8-16

Статья также опубликована на сайте Хистори.Эко

Подпишитесь на наш телеграм-канал t.me/history_ecо