核冬天的理论有零成科学性,且其描述的最夸张的场景也无法消灭人类。

美国1975年估计全球核大战对整个世界的影响:

  • 每有100亿吨TNT当量的核爆炸,之后20年里每一亿名幸存者会有三万到五万人受到足以造成伤害的照射。这和短期效应是比不了的。1000枚100万吨TNT当量热核武器总计10亿吨TNT当量,对美国发动攻击可以瞬间消灭至少1.5亿美国人,后效应可能进一步杀死90%幸存者。
  • 每有100亿吨TNT当量的核爆炸(其中一半为落地爆),可以炸飞250亿立方米岩石和土壤,向平流层注入大量粉尘与微粒。这注入量约为1883年克拉卡托火山爆发的2倍。这不会造成重大的全球气候变化。
  • 每有100亿吨TNT当量的核爆炸,可以在大气里产生5000万吨一氧化氮。如果这爆炸全部发生在北半球,可以造成北半球臭氧层里30~70%的臭氧被化学分解。这导致的紫外线辐射加强需要至少20年来恢复,北半球中纬度地区40年间的皮肤癌发病率会在目前基础上增加3~30%。这其实也是个萌萌哒的效应,它的基础值很低,而且影响时间还不如地爆本身的辐射落尘污染时间久,人类不会毫无防护地在地表活动。

投射10枚4万吨TNT当量弹头的ICBM轰炸列宁格勒的落点设置图,1979年。按此情况估计可造成约一百万人死亡、一百万人受伤,数量上与117万吨TNT当量的单一弹头相近,但重伤比例较后者小。

到了21世纪,核冬天吹不动了之后,论文里的数据也开始变得能看一点了。

印巴核大战送上去5Tg黑炭,可以在4年内降低中国水稻总产量21%,之后6年恢复到降低10%,北中国的水稻产量大幅下降但是东南沿海的水稻产量反而上升。

研究者做担忧状。

在历史上,这样的理论能够发表,有时代的原因:

  • 一方面,卡尔·萨根等科学家希望用这样惊世骇俗的理论吓阻核战争。但美苏核武库并没受其影响。
  • 另一方面,当年古生物学研究显示地球历史上似乎发生过一些大规模的物种灭绝,让人产生联想。

这种东西如果真能到来,说明物理理论有重大的缺陷,那人类可能抬手就能将它驱散,甚至很容易就做出永动机来了。

其实全球核武库峰值当量也不到400亿吨TNT当量,现在全球核武库总当量已经不足60亿吨TNT当量,且许多部分是拆开保存的,并不处于可以起爆的状态。

这点核武器能送上天的黑炭与尘埃的量根本不足以压制全球光合作用,而且大气环流在数个月内就会将其大部分处理掉。核冬天能起的作用,大抵是对抗全球变暖,但它无力阻止全球变暖。

有研究认为,奥陶纪大灭绝的原因之一,安第斯撒哈拉大冰期,威力跟第四纪大冰期差不多。核冬天跟这比起来就是个毛线。

而第四纪大冰期对生物圈造成的影响是什么呢。

带来了名为晚期智人的物种,冰河期的灾厄。

这物种似乎在研究让第四纪冰川永不融化的方法。

不限于此,三四十年前谈论的「地球历史上的五次大灭绝」从现在开始一起来,都没有绝对的把握将人类消灭。巨型热地幔柱喷发是地球的自然活动能在这一阶段产生的最大威力现象,总威力是人类所有核武器总和的若干亿倍,但中生代的非技术生物圈已经能很好地抵抗其影响,白垩纪爆发的热地幔柱喷发,例如翁通爪哇和德干,均未造成大灭绝。甚至有理论认为德干暗色岩降低了小行星撞击带来的伤害。即便在二叠纪大灭绝的年代,陆地动物看起来也没有受到特别大的损害。泥盆纪大灭绝、三叠纪大灭绝则连是否存在都出现了疑问。

以下引自 @天苑四 :

「大灭绝」(mass extinction) 这个名词最初在80年代和90年代使用时指的都是全球性物种灭绝,严重打击整个生态圈。包括维基百科上都是每次多少陆地海洋生物死亡之类的。然后近十年来的高精度化石地层学越来越质疑所谓大灭绝是否真的发生过。奥陶纪陆地生物保存不好不提。泥盆纪事件里陆地脊椎动物和植物都没有影响。二叠纪陆地脊椎动物和植物也没有明显影响。三叠纪那更没有了。白垩纪是唯一一次陆地脊椎动物受到选择性重创,但植物仍然没有大灭绝。所以,所谓五大灭绝其中两次都称不上大灭绝,而其他三次也仅限于海洋系统。教科书、纪录片式过于夸张的地狱般场景可能是从来没有在陆地上出现过的,相反大部分陆地生物都还滋润。

俄罗斯剖面显示,陆生脊椎动物多样性在PTB根本没有经历过下降。

Permian tetrapod extinction events

就连丽齿兽亚目,大部分都不是在PTB灭绝的,而是在瓜德鲁普统末260Ma灭绝的。剩下苟延残喘的丽齿兽亚目灭绝时间约为253.5Ma,比252Ma海洋灭绝早一百多万年。https://sp.lyellcollection.org/content/450/1/405泥盆纪的确是一段背景灭绝速度比其他时期略高,物种新生速度又偏低,所以出现了两千多万年的物种数量下降。两篇关于泥盆纪植物多样性的研究,也完全没有出现灭绝。Diversity dynamics of Devonian terrestrial palynofloras from China: Regional and global significance关于二叠纪末植物是否灭绝过可以看去年Nature 上的两篇:https://www.nature.com/articles/s41467-018-07945-w https://www.nature.com/articles/s41467-018-07934-z

引用完毕。

以现在这些证据为基础,你可以轻而易举地推导出:

  • 凭人类历史上和现有的核武库,谈制造「核冬天」这样原始级别的垃圾遮光效应去危及人类这样世界性分布·低营养级·有技术的物种,根本是不可能的。
  • 现代人平均营养级2.21,比一般顶级捕食者的5.5低多了。维持人类物种延续不需要多少人口,即使地面上的阳光被未知的力量遮断,也完全可以在有限数量的掩蔽所里搞点化能合成生产者或人工光照下的光合生产者来吃,靠水·风·潮汐·核·化石燃料·新死生物质·挂在平流层顶的光电之类供能培养或在黑暗中让它们自己玩,整点催化剂、适宜浓度的电解质之类帮忙。一些蓝菌在光照下和黑暗中都可以生产有机物,每天都能收获。


首先要注意到以下几个事实:

  1. 冷战结束以来,因为全球核武库的缩减和核大战威胁的缓和,全球学术界对于「核冬天」概念的研究急剧冷却。
  2. 核战略及博弈绝不取决于几个人,对「核冬天」概念的渲染和淡化只会让全球核局势向著新方向移动,但不一定是这一小撮人希望的方向。如果全球战略决策者都认为「核冬天」为真,那么他们的决策一定是追求更先进的钻地核弹头、更精确的制导技术和对敌国核力量更详尽的资料,以在不引发将会导致本国人类灭绝的全球气候灾难的前提下保持核战争能力。所以,无论「核冬天」概念的渲染和淡化结果为何,都并不会在核裁军/核扩军问题上有决定性影响。精确的点摧毁核弹头更加类似于战术核武器,对其的研究和发展反而可能会更加增大核武器用于实战的风险。
  3. 向民众撒谎没有任何好处,不管撒谎本身是否出于善意。出于一些可以理解的原因,可以选择暂不公开某些材料,或者不主动将讨论结果宣扬于学术范围之外。但是这并不等同于(鼓励)公然撒谎,也不等同于以某些可以理解的原因为借口来干预学术讨论或禁止将研究成果向学术范围外介绍。
  4. 最后,「核冬天」概念无法做实际试验,而目前数值模拟的水平也达不到要求,所以仍然停留在探讨阶段。考虑到这个话题具有明显的倾向性,支持或是反对这一概念均是个人选择,本文无意干涉。但是若有人以支持核裁军以降低核大战可能性为依据来支持「核冬天」概念为真,还要扯到什么「民众知道真相之后的结果」这种低级借口,只能表现出自己水平太low,建议重读义务教育学习做一个诚实的孩子,再重修一下博弈论入门。

介绍两个材料。今晚时间有限先写一个。

William R. CottonRoger A. Pielke的著作Human impacts on weather and climate, Cambridge University Press, New York (2nd Edition, 2007)。此两人都是mesoscale meteorology(中尺度气象学)和mesoscale numerical weather prediction(中尺度数值天气预报)的重要研究者和奠基人。Regional Atmospheric Modeling System(区域大气建模系统)的创立者。

介绍气象学家,当然少不了介绍他们在全球变暖这一问题上的屁股,此两人都持谨慎态度。

Cotton indicated skepticism of the level of anthropogenic global warming, stating that it is an open question if human produced changes in climate are large enough to be detected from the noise of the natural variability of the climate system. 人类产生的气候变化是否大到足以从气候系统自然变化的杂讯中检测出来 ,这是一个悬而未决的问题。


下面来看这本书第十章:

下面我用最简单的语言介绍这一章讲了什么。

在简单的背景知识介绍之后,指出了「核冬天」实现的八个元素。概括:大规模核弹爆炸;大火产生的烟雾进入对流层(上部)和平流层(下部);未被清除和沉降的烟雾具有良好的阳光辐射吸收作用并且长时间停留;最终触发重大的气候变化;剧烈且长时间的降温和日照不足导致广泛的饥荒和死亡。

10.2节依次考察了上述这些元素。篇幅有点长,我摘录一些分结论吧。有兴趣看论证过程的可以自行查阅。

对烟雾在大气中的输送高度可能有所高估:

In summary, it appears that the bulk of the smoke from wide-spread nuclear warfare will be deposited below the middle troposphere, probably in the range of 4 to 6 km.

核战争大火产生的烟雾更多可能分布在对流层中部以下。没有「核冬天」理论描述的那么高。

对烟雾颗粒的沉降和雨水清除效应低估:

In our opinion, the original TTAPS estimate is probably an underestimate, with 50% to 60% being more likely.

沉降和「黑雨」可能清除50%~60%的烟雾颗粒,而不是「核冬天」支持论文中的10%~25%。

目前对于核爆烟雾大气扩散的长期模拟模型过于粗糙。无可靠性可言。

Overall, the models used thus far for simulating the longer-term effects of smoke injections by large-scale nuclear warfare are too crude to be considered reliable.


最后贴一下本章结论:

As a result of the almost total reliance on models that have numerous shortcomings, the nuclear winter hypothesis is a long way from being proven scientifically viable.

It is clear that nuclear winter was largely politically motivated from the beginning, and it is an example of science being subverted to political ends. This is not the way that good science should be conducted.

由于几乎完全依赖于缺点很多的模型,「核冬天」假说距离科学验证还很遥远。

显然,「核冬天」假说从一开始就在很大程度上出于政治动机,这是科学被颠覆到政治目的的一个例子。

This is not the way. 作者认为,「核冬天」假说中存在著对于其中各种元素的低估或高估,且使用了过于粗糙的模型进行推演,不可靠。


我的感想:

  1. 人类目前的模拟水平无力解决如此复杂的问题,对于初始条件和边界条件稍有偏差的设定都会导致数值模拟的结果极大地偏离真实情况。核战争之后的气候变化问题目前无法解决,甚至难以得到一个宽泛且准确的范围。
  2. It is an example of science being subverted to political ends. 期待更多的科学。
  3. 我个人认为「核冬天」理论为假几乎为真(确保严谨性故加上「几乎」)。
  4. 再次强调,不要撒谎。


很多人对于核武器毁灭世界的方向估计反了。

按照现有核武器威力,确实不一定能消灭所有人类,也不会有像小行星撞地球那样威力。

但全球核武器攻击对于人类来说依然是毁灭性的,因为那是摧毁现代工业文明——摧毁全球几个大城市人口密集区,主要工业区,污染主要农业粮食产地等。

杀死一个人不需要摧毁他所有细胞,只需要把大脑心脏呼吸系统等少数核心部位破坏就行。因为人体是一个整体,你中有我我中有你。就像艾滋病不会直接要你命,但免疫系统失灵后其他病菌会要命一样。

全球核打击除了消灭一定人口,更重要的事破坏现有工业体系和社会秩序。离开工业化维持的粮食医药,饥荒瘟疫会大规模流行;现有社会秩序崩溃,将是无休止战争屠杀。各种难民流民扩散。这一系列连锁反应是核打击恐怖之处。


核冬天不可能,人类核武器不足以大规模改变气候。然而一旦开战,人类文明还是不见得能活下去。

核战打完之后,人类文明会一定程度倒退。尤其是现代,发达国家产业空心化,发展中国家畸形城市化,核战争中大城市首当其冲,一旦炸毁,人类知识和生产力的损失是不可计数的。

在核战过后数十年内,这些城市废墟区域都不会适合生存。当然知识和生产力肯定会有备份,但打起仗来多半是顾不上这些的。而且战争会导致大幅度阶层流动,民粹主义抬头,对不在领导地位上的知识分子来说,无异于灭顶之灾。想想二战中日本为什么一直在用零式战机,哪怕老美已经做出了针对?

核战的结果自然不是人类毁灭,但是人类社会会毁灭并在很长一段时间内无法复原。人类发展到今天,社会分工程度已经很高。人类社会复杂程度不亚于生物圈的物种关系,本身却极其脆弱,核战争摧毁社会结构,造成人类文明倒退几乎不可避免。

这只是核战毁灭的下限,上限则不可估计,因为核战代表著现代国际体系的结束,核弹一扔,各方就必须要玩命了,到时候各种条约都是废纸,正版核弹没了扔猴版的,猴版也没了扔生化武器,把82年的天花拿出来一瓶,反正吊日子不过了。可不能小看人类花式作死的技术。


核冬天不是自然科学领域的问题。以核武器的能量,连太平洋上的飓风都消灭不了,更何况短时间内改变全球气候。

核大战的主要含义是一张人类文明层面的均富卡。

越是现代和先进的社会文明,其系统越是复杂和庞大,因此也越是脆弱。就好像一座摩天大楼,自重太大,一旦在关键点抽掉几根柱子,很可能整体坍塌。

但是,这个系统太复杂了,一般很难精准找到柱子在哪里。比如这次美国新冠疫情,那么多人被感染,二十万人死亡,结果美国社会似乎还是小车不倒只管推。那我们原来概念里的美国人对生命价值很看重,民主对低人权零容忍这样的刻板印象就被证伪了。

而核大战不同,他是不管三七二十一,一次连环爆炸把所有大楼一层柱子全拆了。大家全都从平房开始再造一次。有的民族直接就被压死了。


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