核冬天：人类无法承受之重

魏科

在全球热核战争中，地球上的每个人现在都处于危险中。人类犯了大错，将亲手灭绝自己。

“核冬天”震惊世界

上一次关于核战争的气候影响的研究高潮是在20世纪80年代，当时美国和苏联这两个超级大国总共拥有超过6.5万件核武器，民众都生活在恐怖的核威慑中，如果这两个国家之间爆发核战，必然是全球性核战争，也将使全人类陷入灭顶之灾。

1982年，一篇题为《核战争后的大气层：昏暗的中午》的文章引起轰动，并引起大名鼎鼎的卡尔·爱德华·萨根的关注。萨根是美国当时最著名的天文学家、天体物理学家、宇宙学家和科幻作家，他与美国国家航空航天局的同事迅速跟进研究，在《科学》杂志上发表了《核冬天：大量核爆炸造成的严重后果》一文。“核冬天”这个词汇第一次走入人们的视野，随即引起全球性恐慌。这篇《科学》杂志上的文章指出，在一个数十亿吨当量级的全球核战之后的一到两周之内，大量浓烟和灰尘通过大气环流传遍全球，使得地球笼罩在一层烟尘中。这层烟尘阻挡了太阳辐射，使得地球上即使是中午，也会天色昏暗，全球有如“暮光之城”，由此导致地面温度大幅降低到-15℃～-25℃，出现所谓的“核冬天”。如果核战规模是稍小的1亿吨级别的，即使战争发生在夏季，也可以引起地表温度达到冰点。

与此同时，进入平流层的烟尘造成异常严重的臭氧损耗，导致到达地表面的紫外线辐射大量增加，这种现象被称作“紫外线之春”。由于平流层大气层结稳定，因此进入平流层的烟尘可持续数年，形成较长期的影响。在核战之后，全球所有人和生物都生活在寒冷、黑暗并且充满核辐射、超强紫外线辐射的“核冬天”里，农林渔畜牧业受到摧毁，全球出现严重饥荒，死于饥饿的人口可能多达数十亿。

上述研究结论得到了其他独立研究的证实，特别是苏联科学家，从冷战铁幕的另外一面印证了“核冬天”的恐怖结果。

當时，关于“核冬天”的研究主要基于数值模型，与现在的模型相比，那时的模型更为简单，但依然囊括了关键的物理过程，包括烟尘粒子分布，并利用米散射理论（又称“粗粒散射”“大颗粒散射”，是一种光学现象，属于散射的一种情况。当粒子尺度接近或大于入射光波长时，其散射的光强在各方向是不对称的，其中大部分入射光线沿着前进方向进行散射）计算可见光和红外光的光学属性、通量及温度变化。模型考虑了随高度变化的灰尘、烟尘、每次核爆炸对大气中氮氧化物的注入，考虑了爆炸数目、规模和类型以及爆炸位置与高度等参数。

尽管人们对核战争有一定的恐惧，但冷战时期各国都有针对核战争的演练、各种深入地底的防空防生化掩体、各种深航于海洋的核潜艇，使得各国都自信可以抵御核打击，并且能够保持二次打击能力。然而，“核冬天”理论的提出，让人们彻底明白核战的毁灭性后果：在全球核战里，地球上没有干净的空气，没有能躲过核战气候影响的区域，全部都会陷入长期烟尘覆盖下的低温中，动植物大量死亡，农作物减产、绝产，战备储备食品大量消耗；核战结束数年，幸存者陷入全球饥馑和死亡，所有人都成为核战受害者，无人幸免。

“核冬天”研究再度兴起

最近，关于“核冬天”的研究在学术界重新热了起来，这是因为：20世纪80年代进行的气候影响评估模型都非常简单，模拟的时间长度也有限；而从20世纪80年代到现在，气候模式有了长足发展，不仅包含完整的大气情况，而且耦合了海洋、海冰、陆面、植被过程、碳氮循环和各种复杂的化学过程，模拟性能大大提高，水平和垂直分辨率更高，各种物理过程也更加合理。另外，计算机技术也不可同日而语，当年无法实现的大规模计算，现在已经成为可能。举例而言，1985年，全球顶级超级计算机CRAY-2总共有4个处理器，其峰值运算速度可以达到每秒1.9亿次（GFLOPS）。2005年，IBM发布蓝色基因超级计算机，其峰值速度已经达到每秒280万亿次（TFLOPS），使用6万个处理器。2016年，中国“神威·太湖之光”横空出世，浮点运算速度达到每秒93千万亿次（PFLOPS）。30年过去了，超级计算机的计算能力增加了4.8亿倍以上，进步神速。

另一个现实问题是，尽管经过几轮谈判和努力，全球核武器数量在2017年中降低到1.5万件左右，其中仅4000件处于战备状态，该数值仅为1986年的6%左右，但总量依然不小。此外，拥有核武器的国家从20世纪80年代初的8个增加到9个，其中，南非退出核武器国家行列，而巴基斯坦和朝鲜成为有核武器国家，它们与印度和以色列都未加入《防止核扩散条约》（NPT）。拥核国家和非NPT国家数目的增多，意味着不确定性的增大，成为悬在人们头顶的达摩克利斯之剑。

因而， 在“核冬天”威胁基本解除30年后的今天，人们依然关注核问题，只不过关注点放在了以下两点：第一，冷战结束多年，剩余的核武器是否依然可以导致“核冬天”？第二，如果在区域冲突中发生小规模核战争（这里所说的“小”是相对于美苏争霸期间数万枚核导弹齐发的核战争），会导致什么样的结果？

对于这两个问题，科学家们给出了答案，首先，目前剩余的核武器依然可以制造出“核冬天”；而且，新的研究表明，其持续时间远比人们以前的估计要久。其次，区域核战争虽然不会导致“核冬天”，但会使数百万/千万人口死于爆炸、核辐射、火灾，战争将导致全球温度降低、农业受损，并且持续时间超过10年，死于饥馑及其相关冲突的人数可能超过核战争本身。endprint