Варианты глобального изменения климата и их последствия для жизни и цивилизации

[Rattus]

Кто именно из ядернозимовых алармистов называл число в 6 раз меньше?

Одним из основных результатов статьи TTAPS 1990 года было повторение модели команды 1983 года, согласно которой 100 пожаров на нефтеперерабатывающих заводах будет достаточно, чтобы вызвать небольшую, но все же глобальную разрушительную ядерную зиму...
в январе 1991 года, известные авторы статей о ядерной зиме - Ричард П. Турко, Джон У. Биркс, Карл Саган, Алан Робок и Пол Крутцен - коллективно заявили, что они ожидают катастрофы как от ядерной энергии. Эффекты, похожие на зимние, с континентальным воздействием отрицательных температур в результате того, что иракцы пережили свои угрозы поджечь от 300 до 500 нефтяных скважин под давлением, которые впоследствии могут гореть в течение нескольких месяцев.
Когда возникла угроза, скважины были подожжены отступающими иракцами в марте 1991 года, а около 600 горящих нефтяных скважин не были полностью потушены до 6 ноября 1991 года, через восемь месяцев после окончания войны...

[Скеп-тик]

Астероид убивший бОльшую часть динозавров понизил температуру на 26 градусов

Только динозавры успели вымереть за 200 тыс лет до астероида. А в сам кратер Чиксулуб жизнь вернулась сразу, ещё тонкая муть не осела, а через три года полностью восстановила видовое разнообразие.

[Скеп-тик]

В результате альбедо планеты в этих двух состояний сильно отличается из-за чего два режима и появляются.

Но не надо забывать про сублимацию и мерзлотное выветривание. Из-за сублимации континенты очистятся от льда, а замерзание-оттаивание грунта производит лёсс - тонкодисперсную пыль, способную переноситься на тысячи  км (пылевые бури Марса). Лёд быстро покроется пылью, альбедо упадёт до 0,5 - и здравствуйте, сначала лужи, потом открытая вода.
Да и чистый лёд достаточно прозрачен, что под 20-ти метровой подошвой айсберга живут зелёные водоросли. А это десятки ватт поглощённой водой энергии. Лёд - хороший теплоизолятор. В Арктике под 2-хметровым слоем льда вода -1,8°, а наверху воздух может быть минус 30-40.

[Lieut]

Одним из основных результатов статьи TTAPS 1990 года было повторение модели команды 1983 года, согласно которой 100 пожаров на нефтеперерабатывающих заводах будет достаточно, чтобы вызвать небольшую, но все же глобальную разрушительную ядерную зиму...
в январе 1991 года, известные авторы статей о ядерной зиме - Ричард П. Турко, Джон У. Биркс, Карл Саган, Алан Робок и Пол Крутцен - коллективно заявили, что они ожидают катастрофы как от ядерной энергии. Эффекты, похожие на зимние, с континентальным воздействием отрицательных температур в результате того, что иракцы пережили свои угрозы поджечь от 300 до 500 нефтяных скважин под давлением, которые впоследствии могут гореть в течение нескольких месяцев.
Когда возникла угроза, скважины были подожжены отступающими иракцами в марте 1991 года, а около 600 горящих нефтяных скважин не были полностью потушены до 6 ноября 1991 года, через восемь месяцев после окончания войны...

Ну что ж ряд исследователей сильно переоценили высоту подъема сажи от пожаров нефтяных скважин. Оказалось что та сажа не поднимается выше 6,5 км, остается в тропосфере, а значит и быстро из нее вымывается осадками.

Про уменьшение доли сажи/пыли при наземных ядерных взрывах или глобальных пожаров мегаполисов в стратосферу вроде ничего не было.

[AlexAV]

Про уменьшение доли сажи/пыли при наземных ядерных взрывах или глобальных пожаров мегаполисов в стратосферу вроде ничего не было.

Ну и почему нужно считать, что количество сажи попадающее в стратосферу при городском пожаре сколько-нибудь сильно отличается от количества попадающего при пожаре скважин? Авторы же модели их брали по сути с потолка, причём одного и того же. В случаях крупных лесных пожаров (скажем лесных пожаров в Сибири в 1915 году) их модель даёт лажу. В случае горящих скважин - лажу. Почему нужно думать, что в случае горящих мегаполисов она даёт что-то адекватное?

На самом деле в кайнозое был один естественный эксперимент, который показывает, что вся эта ядерно-зимовая алармистика - бред от начала до конца. Это импакт давший кратер Попигай (35.7 млн. лет назад в конце эоцена). Это второй по величине достоверно известный на сегодняшний день кратер фанерозоя диаметром 100 км. Образован астероидом диаметром от 5 до 10 км. Лучшего события для тестирования теории ядерной зимы найти нельзя (по сравнению с этим импактом любая ядерная война - игра в песочнице).



Сначала посмотрим, что предсказывала модель группы Моисеева и их коллег в США (Саган и прочее):



По их модели ядерная война с общей мощностью взорванных зарядов 10000Мт должна привести к тотальной катастрофе (при этом они оценивают, что в стратосферу должно попасть что-то около 200 млн. тонн материала), глобальному вымиранию и, как видно из карты, полной аннигиляции всей сложной жизни в тропиках (тропических насекомых, амфибий, пресноводных рыб - в первую очередь).

А теперь сравним с масштабом воздействия астероида, образовавшего Попигай и его последствиями. При этом импакте произошёл взрыв мощностью где-то 60 миллионов Мт (т.е. энерговыделение в 6000 раз больше, чем при рассматриваемой ядерной войне). Мгновенно испарилось около 200 км3 породы, причём большая часть этого материала было выброшено на высоты значительно выше тропопаузы (т.е. объём материала попавшего в стратосферу был в несколько тысяч раз больше, чем в модели ядерной зимы). В радиусе ~1000 км от места удара сгорело вообще всё что может гореть, огненный шторм уничтожил всё на площади в несколько миллионов квадратных километров. По масштабу выброса, масштабу пожаров и масштабу производства сажи данное событие на порядки превосходит любую мыслимую ядерную войну.

А теперь последствия. С образованием кратера Попигай не ассоциирована никакого значимого вымирания, похоже биосфера за пределами области, где огненный шар, образовавшийся при входе астероида в атмосферу и импакте, был над горизонтом, вообще не заметила что что-то произошло.

Тропические лягушки, рыбы и насекомые также никак это событие не заметили (впрочем они и более серьёзного импакта на KT-границе не заметили, этот факт накладывает сильные ограничения на понижение температуры после импакта в конце мезозоя). Видимо Саган с Моисеевым и их ядерной зимой забыли им сообщить, что они обязательно должны умереть, вот они и не знали, что какая-то там зима началась.

Понижение температуры после этого импакта искали. И даже что-то нашли (https://pubs.geoscienceworld.org/gsa/geology/article-abstract/28/8/687/191870/Global-cooling-accelerated-by-early-late-Eocene?redirectedFrom=PDF)... на два градуса максимум. Т.е. какие-то климатические колебания после такого импакта конечно были, но они и близко не имеют ничего общего с тем, что нарисовали Саган с Моисеевым с их падением температур на десятки градусов. И это после события по сравнению с разрушительной мощью которого (энерговыделением, объёму выброса материала в стратосферу, объёму пожаров) любая ядерная война - мелкая и безобидная игра в песочнице.

Если смотреть на масштаб события и масштаб глобальных последствий (точнее незначительность этих последствий) при образование кратера Попигай, то как-то серьёзно относиться к сказкам о ядерной зиме уже не получается.    

[olenellus]

на два градуса максимум.

Не будете же Вы утверждать, что Чиксулубский астероид, который породил кратер от силы раза в два больше, да ещё и жахнул не в пожароопасный лес на суше, а в морской шельф…

[AlexAV]

Не будете же Вы утверждать, что Чиксулубский астероид, который породил кратер от силы раза в два больше, да ещё и жахнул не в пожароопасный лес на суше, а в морской шельф…

Чиксулубский астероид упал в очень неудачное место, в месте удара залегали пласты гипса в результате чего удар сопровождался эмиссией очень большого количества оксидов серы (в районе кратера Попигай такого количества гипса нет и поступление серы в атмосферу при этом было на порядки меньше, чем то что дал Чиксулубский астероид). А оксиды серы на самом деле практически единственный фактор, который действительно может вызвать заметное снижение глобальной температуры. Высотные сернокислые облака влияют на климат достаточно сильно. Сажа и силикатные аэрозоли судя по всему влияют значительно слабее. Так что различие между этими двумя импактами всё же есть (причём не столько в мощности, сколько в крайне неудачном (для жизни на планете) географическом расположение Чиксулубского кратера).

Кроме того, глобальные сернокислые дожди могли разрушить фитоценозы на всей планете вообще без всяких климатических колебаний (после Попигайского импакта таких сернокислых дождей не было, а после Чиксулубского были), что уже само по себе может быть причиной значимого вымирания и на суше (из-за фитотоксичности серной кислоты и разрушения в следствие этого пищевых цепочек) и в море (резкий скачок pH поверхностных вод в результате таких сернокислых дождей губителен для планктона, это, кстати, имеет и прямое подтверждение - морские организмы с планктонными личинками пострадали на KT-границе сильнее тех, которые таких не имели).

Кроме того, часть непосредственных последствий импакта имеет существенно пороговый характер. Где-то с размера  Чиксулубского астероида начинается предел выше которого возможны такие явления как глобальная вывалка леса интенсивными атмосферными волнами и глобальные пожары в результате термического шока в следствие нагрева верхней атмосферы выпадающими туда обломками. Ниже некоторого предела энергии импакта этих явлений не будет вообще, выше - будут. Судя по всему энергия  Чиксулубского импакта была чуть выше этого порога (вблизи него, но выше). Попигайского - существенно ниже.

Чиксулубский астероид был куда более губителен для биосферы, чем Попигайский (и из-за большей энергии выделившейся при импакте, и из-за крайне неудачно расположенной точки импакта).

[Митрич]

Эффект (точнее его почти полное отсутствие) известен.

Вообще ЕМНИП некоторое похолодание в начале-середине 1990-х таки было. Сам помню холодные и ранние зимы в те годы.

Было. Начало девяностых отметилось холодами, по крайней мере в наших местах. Там ещё и Пинатубо рванул.
И ещё следует понимать, что нефтяные пожары в плане влияния на инсоляцию несопоставимы с ядерными взрывами: первые мутят исключительно тропосферу и быстро "отмываются" - вторые забрасывают пыль и аэрозоли в стратосферу, где они висят годами, отражая и поглощая солнечное излучение.

[olenellus]

• в месте удара залегали пласты гипса
• А оксиды серы на самом деле практически единственный фактор, который действительно может вызвать заметное снижение глобальной температуры.
• Высотные сернокислые облака влияют на климат достаточно сильно.
• глобальные сернокислые дожди могли разрушить фитоценозы на всей планете
• может быть причиной значимого вымирания и на суше (из-за фитотоксичности серной кислоты и разрушения в следствие этого пищевых цепочек)
• морские организмы с планктонными личинками пострадали на KT-границе сильнее тех, которые таких не имели
• Кроме того, часть непосредственных последствий импакта имеет существенно пороговый характер.
• Где-то с размера  Чиксулубского астероида начинается предел

Следует ли эти пункты понимать как Ваше или чьё-то ещё мнение, или как некоторой степени надёжности (большей, чем надёжность обсуждаемой здесь модели ядерной зимы) выводы из тематических или сопряжённых исследований? Был бы очень благодарен, если бы у Вас где-то завалялись ссылки на работы. Если не завалялись, буду сам искать (понимаю, как много времени у Вас может занять поиск по каждому пункту). Особенно было бы интересно узнать про мозазавров с планктонной личинкой. Сарказм, если что. Понятно, что мозазавры были на вершине пищевой пирамиды. Я этот аргумент слышал в отношении сравнения судьбы аммонитов и наутилусов/колеоид (при этом не понятно, что думать про белемнитов). Но мне, действительно, интересно. Как Вы уже поняли, не люблю я всю эту катастрофщину и нездоровую атмосферу, с ней связанную, но истину хотелось бы узнать, несмотря на.

[AlexAV]

Следует ли эти пункты понимать как Ваше или чьё-то ещё мнение, или как некоторой степени надёжности (большей, чем надёжность обсуждаемой здесь модели ядерной зимы) выводы из тематических или сопряжённых исследований?

Про важную роль эмиссии оксидов серы на КТ-границе - это не моё мнение, а относительно этого пункта существует достаточно обширная библиография. Ссылки дам, но позже.

На счёт пороговых эффектов при импакте есть, скажем в диссертации Светцова В.В. "Взаимодействие космических тел с атмосферой и поверхностью Земли".

[olenellus]

Спасибо.

[AlexAV]

Ссылки дам, но позже.

О влияние оксидов серы на океан: https://www.researchgate.net/publication/261547719_Production_of_sulphate-rich_vapour_during_the_Chicxulub_impact_and_implications_for_ocean_acidification

Оценка эмиссии оксидов серы: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01639659/document

Ещё одна, более старая работа, по этому же вопросу: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0012821X9290113A

Ещё о роли оксидов серы в KT-вымирании: https://www.semanticscholar.org/paper/The-Cretaceous-Tertiary-extinction%3A-A-lethal-target-Brett/a2ab50468903ba281efbbe3dd43f07e088319f39

[olenellus]

Благодарю. Буду изучать и корректировать своё мнение по результату.

[Проходящий Кот]

Помнится, несколько лет назад один вулканчик в Исландии на некоторое время отменил авиацию в Европе и Северной Америке.

[Rattus]

Один вулканчик вполне способен за раз выделить столько сажи и пепла, сколько не выделится от сгорания миллионов гектар леса и сотен нефтяных скважин.
Так что не следует сравнивать Б-жий дар с глазуньей.

[AlexAV]

Помнится, несколько лет назад один вулканчик в Исландии на некоторое время отменил авиацию в Европе и Северной Америке.

Там достаточно солидный выброс был (https://www.nature.com/articles/srep00572). Полный объём изверженного материала около 500 млн. тонн, причём 80% этого объёма ушло в виде пепла в атмосферу. При этом около 70 млн. тонн материала в виде пыли очень мелкого размера (менее 28 мкм).

Объём вполне соизмеримый с тем, который по мнению авторов концепции ядерной зимы должен был вызвать климатические изменения апокалиптического масштаба. Однако абсолютно очевидно, что может быть исландский вулкан полётам самолётов и помешал, однако заметных (и уж тем более апокалиптических) климатических колебаний явно не вызвал.

[Ламр]

Ссылки дам, но позже.

О влияние оксидов серы на океан: https://www.researchgate.net/publication/261547719_Production_of_sulphate-rich_vapour_during_the_Chicxulub_impact_and_implications_for_ocean_acidification

Оценка эмиссии оксидов серы: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01639659/document

Ещё одна, более старая работа, по этому же вопросу: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0012821X9290113A

Ещё о роли оксидов серы в KT-вымирании: https://www.semanticscholar.org/paper/The-Cretaceous-Tertiary-extinction%3A-A-lethal-target-Brett/a2ab50468903ba281efbbe3dd43f07e088319f39

по сернистым арозолям оказалась таже фигня что

и по теме ядерной зимы

оценки оказались сильно завышенным

сокращение выбросов аэрозолей в связи с

коронавирусом было десятки процентов

но значимого потепления не наблюдается

[AlexAV]

по сернистым арозолям оказалась таже фигня что

По влиянию оксидов серы есть достаточно убедительные прямые доказательства.

1) Климатические изменения при каждом крупном траппе имеют повторяющуюся и достаточно характерную картину. На первой стадии видно заметное похолодание и снижение уровня моря (такой эпизод есть и во время PTB, и во время EECO, и во время PETM, и во время массы сравнительно мелких климатических осцилляций в мезозое вызванных вулканическими событиями, вообще эта картина достаточно универсальная). На втором - сильное потепление. Этой картине можно дать только одно разумное объяснение. Во время траппа идёт одновременная высокая эмиссия и SO2 и CO2 (эти вещества всегда входят в состав вулканических газов). Оксид серы действует быстро (для того, чтобы он начал сказываться на климат нужны буквально месяцы) и вызывает заметное похолодания, CO2 вызывает наоборот потепление, однако чтобы он дал заметный эффект объём его суммарного поступления в атмосферу должен быть достаточно велик, повышение его концентрации достигает значений позволяющих перекрыть влияние SO2 при типичном трапповом извержение достигается не сразу, а спустя несколько тысяч лет после его начала. Отсюда и получается характерная картина с двумя стадиями климатических изменений. Ещё раз стоит повторить, что это наблюдается не для какого-то уникального события, которое было один раз за весь фанерозой, а данное явление можно проследить практически для любого крупного траппа (которых известны десятки, трапповые извержения для планеты Земля не так чтобы являлись какими-то особо необычными явлениями).

2) Явная корреляция событий заметного похолодания с крупными вулканическими извержениями в историческую эпоху. Это и "год без лета" (1816, вулкан Тамбора), и похолодание 1601 года (вулкан Уайнапутина), и 536 год (крупное вулканическое событие в Исландии) и т.д.

Так что нет, доказательства существенного влияния оксидов серы вполне себе имеются (при крупных вулканических событиях главную роль в краткосрочных колебаниях климата имеют, судя по всему, именно они).

Что касается этого года - то для оценки влияния колебаний эмиссии SO2 прошло пока слишком мало времени.  Время жизни аэрозолей в верхней стратосфере ~2 лет. Соответственно нужен период наблюдения более этого временного промежутка с оценкой изменения средней эмиссии за него. Пока данных по очевидной причине для этого недостаточно (кроме того, судя по всему даже среднее за 2020 год снижение эмиссии будет существенно ниже его пикового снижения, поэтому не факт что после двухлетнего усреднения вообще тут останется предмет для обсуждения). Но в общем будем смотреть.

[Ламр]

а в кувейте сколько грязной неочищенной нефти

в 1991 году сожгли с серой?

не наступил же из-за этого

ледниковый период?

все эти оценки по сернистым аэрозолям

завышены, имхо

[AlexAV]

а в кувейте сколько грязной неочищенной нефти

Ну вы сравнили траппы или Чиксулубский импакт с какими-то там скважинами. Это просто не сопоставимые величины. Средненький трапп эти оксиды серы выделял миллиардами тонн, Чиксулубский импакт - это одномоментная эмиссия 325 млрд. тонн серы. А кувейтские скважины давали не более 7.5 млн. баррелей сгоревшей нефти в день (около 1 млн. тонн в день). При содержание серы в нефти 2.7%  за 258 дней это эмиссия не более  7 млн. тонн серы за всё время активности пожаров (скорее меньше, причём мировая эмиссия серы в начале 90-х и без этих скважин была около 170 млн. тонн в год, дополнительные 7 млн. тут даже теоретически не могли тут что-то радикально изменить).

7 млн. тонн и 325 млрд. - величины столь не сопоставимые, что какое-то сравнение просто бессмысленно. Объём эмиссии тут имеет значение.