「核冬天」的理論有幾成科學性？如果它真到來了 - GetIt01

在簡單的背景知識介紹之後，指出了「核冬天」實現的八個元素。

概括：大規模核彈爆炸；大火產生的煙霧進入對流層（上部）和平流層（下部）；未被清除和沉降的煙霧 ... 標籤：原子彈地球物理學核武器氫彈生物學 「核冬天」的理論有幾成科學性？如果它真到來了，人類可能存活下去么？ 01-23 核冬天的理論有零成科學性，且其描述的最誇張的場景也無法消滅人類。

美國1975年估計全球核大戰對整個世界的影響： 每有100億噸TNT當量的核爆炸，之後20年里每一億名倖存者會有三萬到五萬人受到足以造成傷害的照射。

這和短期效應是比不了的。

1000枚100萬噸TNT當量熱核武器總計10億噸TNT當量，對美國發動攻擊可以瞬間消滅至少1.5億美國人，後效應可能進一步殺死90%倖存者。

每有100億噸TNT當量的核爆炸（其中一半為落地爆），可以炸飛250億立方米岩石和土壤，向平流層注入大量粉塵與微粒。

這注入量約為1883年克拉卡托火山爆發的2倍。

這不會造成重大的全球氣候變化。

每有100億噸TNT當量的核爆炸，可以在大氣里產生5000萬噸一氧化氮。

如果這爆炸全部發生在北半球，可以造成北半球臭氧層里30~70%的臭氧被化學分解。

這導致的紫外線輻射加強需要至少20年來恢復，北半球中緯度地區40年間的皮膚癌發病率會在目前基礎上增加3~30%。

這其實也是個萌萌噠的效應，它的基礎值很低，而且影響時間還不如地爆本身的輻射落塵污染時間久，人類不會毫無防護地在地表活動。

投射10枚4萬噸TNT當量彈頭的ICBM轟炸列寧格勒的落點設置圖，1979年。

按此情況估計可造成約一百萬人死亡、一百萬人受傷，數量上與117萬噸TNT當量的單一彈頭相近，但重傷比例較後者小。

到了21世紀，核冬天吹不動了之後，論文里的數據也開始變得能看一點了。

印巴核大戰送上去5Tg黑炭，可以在4年內降低中國水稻總產量21%，之後6年恢復到降低10%，北中國的水稻產量大幅下降但是東南沿海的水稻產量反而上升。

研究者做擔憂狀。

在歷史上，這樣的理論能夠發表，有時代的原因： 一方面，卡爾·薩根等科學家希望用這樣驚世駭俗的理論嚇阻核戰爭。

但美蘇核武庫並沒受其影響。

另一方面，當年古生物學研究顯示地球歷史上似乎發生過一些大規模的物種滅絕，讓人產生聯想。

這種東西如果真能到來，說明物理理論有重大的缺陷，那人類可能抬手就能將它驅散，甚至很容易就做出永動機來了。

其實全球核武庫峰值當量也不到400億噸TNT當量，現在全球核武庫總當量已經不足60億噸TNT當量，且許多部分是拆開保存的，並不處於可以起爆的狀態。

這點核武器能送上天的黑炭與塵埃的量根本不足以壓制全球光合作用，而且大氣環流在數個月內就會將其大部分處理掉。

核冬天能起的作用，大抵是對抗全球變暖，但它無力阻止全球變暖。

有研究認為，奧陶紀大滅絕的原因之一，安第斯撒哈拉大冰期，威力跟第四紀大冰期差不多。

核冬天跟這比起來就是個毛線。

而第四紀大冰期對生物圈造成的影響是什麼呢。

帶來了名為晚期智人的物種，冰河期的災厄。

這物種似乎在研究讓第四紀冰川永不融化的方法。

不限於此，三四十年前談論的「地球歷史上的五次大滅絕」從現在開始一起來，都沒有絕對的把握將人類消滅。

巨型熱地幔柱噴發是地球的自然活動能在這一階段產生的最大威力現象，總威力是人類所有核武器總和的若干億倍，但中生代的非技術生物圈已經能很好地抵抗其影響，白堊紀爆發的熱地幔柱噴發，例如翁通爪哇和德干，均未造成大滅絕。

甚至有理論認為德干暗色岩降低了小行星撞擊帶來的傷害。

即便在二疊紀大滅絕的年代，陸地動物看起來也沒有受到特別大的損害。

泥盆紀大滅絕、三疊紀大滅絕則連是否存在都出現了疑問。

以下引自@天苑四： 「大滅絕」(massextinction)這個名詞最初在80年代和90年代使用時指的都是全球性物種滅絕，嚴重打擊整個生態圈。

包括維基百科上都是每次多少陸地海洋生物死亡之類的。

然後近十年來的高精度化石地層學越來越質疑所謂大滅絕是否真的發生過。

奧陶紀陸地生物保存不好不提。

泥盆紀事件里陸地脊椎動物和植物都沒有影響。

二疊紀陸地脊椎動物和植物也沒有明顯影響。

三疊紀那更沒有了。

白堊紀是唯一一次陸地脊椎動物受到選擇性重創，但植物仍然沒有大滅絕。

所以，所謂五大滅絕其中兩次都稱不上大滅絕，而其他三次也僅限于海洋系統。

教科書、紀錄片式過於誇張的地獄般場景可能是從來沒有在陸地上出現過的，相反大部分陸地生物都還滋潤。

俄羅斯剖面顯示，陸生脊椎動物多樣性在PTB根本沒有經歷過下降。

Permiantetrapodextinctionevents就連麗齒獸亞目，大部分都不是在PTB滅絕的，而是在瓜德魯普統末260Ma滅絕的。

剩下苟延殘喘的麗齒獸亞目滅絕時間約為253.5Ma，比252Ma海洋滅絕早一百多萬年。

https://sp.lyellcollection.org/content/450/1/405泥盆紀的確是一段背景滅絕速度比其他時期略高，物種新生速度又偏低，所以出現了兩千多萬年的物種數量下降。

兩篇關於泥盆紀植物多樣性的研究，也完全沒有出現滅絕。

DiversitydynamicsofDevonianterrestrialpalynoflorasfromChina:Regionalandglobalsignificance關於二疊紀末植物是否滅絕過可以看去年Nature上的兩篇：https://www.nature.com/articles/s41467-018-07945-whttps://www.nature.com/articles/s41467-018-07934-z 引用完畢。

以現在這些證據為基礎，你可以輕而易舉地推導出： 憑人類歷史上和現有的核武庫，談製造「核冬天」這樣原始級別的垃圾遮光效應去危及人類這樣世界性分布·低營養級·有技術的物種，根本是不可能的。

現代人平均營養級2.21，比一般頂級捕食者的5.5低多了。

維持人類物種延續不需要多少人口，即使地面上的陽光被未知的力量遮斷，也完全可以在有限數量的掩蔽所里搞點化能合成生產者或人工光照下的光合生產者來吃，靠水·風·潮汐·核·化石燃料·新死生物質·掛在平流層頂的光電之類供能培養或在黑暗中讓它們自己玩，整點催化劑、適宜濃度的電解質之類幫忙。

一些藍菌在光照下和黑暗中都可以生產有機物，每天都能收穫。

首先要注意到以下幾個事實： 冷戰結束以來，因為全球核武庫的縮減和核大戰威脅的緩和，全球學術界對於「核冬天」概念的研究急劇冷卻。

核戰略及博弈絕不取決於幾個人，對「核冬天」概念的渲染和淡化只會讓全球核局勢向著新方向移動，但不一定是這一小撮人希望的方向。

如果全球戰略決策者都認為「核冬天」為真，那麼他們的決策一定是追求更先進的鑽地核彈頭、更精確的制導技術和對敵國核力量更詳盡的資料，以在不引發將會導致本國人類滅絕的全球氣候災難的前提下保持核戰爭能力。

所以，無論「核冬天」概念的渲染和淡化結果為何，都並不會在核裁軍/核擴軍問題上有決定性影響。

精確的點摧毀核彈頭更加類似於戰術核武器，對其的研究和發展反而可能會更加增大核武器用於實戰的風險。

向民眾撒謊沒有任何好處，不管撒謊本身是否出於善意。

出於一些可以理解的原因，可以選擇暫不公開某些材料，或者不主動將討論結果宣揚於學術範圍之外。

但是這並不等同於（鼓勵）公然撒謊，也不等同於以某些可以理解的原因為借口來干預學術討論或禁止將研究成果向學術範圍外介紹。

最後，「核冬天」概念無法做實際試驗，而目前數值模擬的水平也達不到要求，所以仍然停留在探討階段。

考慮到這個話題具有明顯的傾向性，支持或是反對這一概念均是個人選擇，本文無意干涉。

但是若有人以支持核裁軍以降低核大戰可能性為依據來支持「核冬天」概念為真，還要扯到什麼「民眾知道真相之後的結果」這種低級借口，只能表現出自己水平太low，建議重讀義務教育學習做一個誠實的孩子，再重修一下博弈論入門。

介紹兩個材料。

今晚時間有限先寫一個。

WilliamR.Cotton和RogerA.Pielke的著作Humanimpactsonweatherandclimate,CambridgeUniversityPress,NewYork(2ndEdition,2007)。

此兩人都是mesoscalemeteorology（中尺度氣象學）和mesoscalenumericalweatherprediction（中尺度數值天氣預報）的重要研究者和奠基人。

RegionalAtmosphericModelingSystem（區域大氣建模系統）的創立者。

介紹氣象學家，當然少不了介紹他們在全球變暖這一問題上的屁股，此兩人都持謹慎態度。

Cottonindicatedskepticismofthelevelofanthropogenicglobalwarming,statingthatitisanopenquestionifhumanproducedchangesinclimatearelargeenoughtobedetectedfromthenoiseofthenaturalvariabilityoftheclimatesystem.人類產生的氣候變化是否大到足以從氣候系統自然變化的雜訊中檢測出來，這是一個懸而未決的問題。

下面來看這本書第十章： 下面我用最簡單的語言介紹這一章講了什麼。

在簡單的背景知識介紹之後，指出了「核冬天」實現的八個元素。

概括：大規模核彈爆炸；大火產生的煙霧進入對流層（上部）和平流層（下部）；未被清除和沉降的煙霧具有良好的陽光輻射吸收作用並且長時間停留；最終觸發重大的氣候變化；劇烈且長時間的降溫和日照不足導致廣泛的饑荒和死亡。

10.2節依次考察了上述這些元素。

篇幅有點長，我摘錄一些分結論吧。

有興趣看論證過程的可以自行查閱。

對煙霧在大氣中的輸送高度可能有所高估： Insummary,itappearsthatthebulkofthesmokefromwide-spreadnuclearwarfarewillbedepositedbelowthemiddletroposphere,probablyintherangeof4to6km. 核戰爭大火產生的煙霧更多可能分布在對流層中部以下。

沒有「核冬天」理論描述的那麼高。

對煙霧顆粒的沉降和雨水清除效應低估： Inouropinion,theoriginalTTAPSestimateisprobablyanunderestimate,with50%to60%beingmorelikely. 沉降和「黑雨」可能清除50%~60%的煙霧顆粒，而不是「核冬天」支持論文中的10%~25%。

目前對於核爆煙霧大氣擴散的長期模擬模型過於粗糙。

無可靠性可言。

Overall,themodelsusedthusfarforsimulatingthelonger-termeffectsofsmokeinjectionsbylarge-scalenuclearwarfarearetoocrudetobeconsideredreliable. 最後貼一下本章結論： Asaresultofthealmosttotalrelianceonmodelsthathavenumerousshortcomings,thenuclearwinterhypothesisisalongwayfrombeingprovenscientificallyviable.Itisclearthatnuclearwinterwaslargelypoliticallymotivatedfromthebeginning,anditisanexampleofsciencebeingsubvertedtopoliticalends.Thisisnotthewaythatgoodscienceshouldbeconducted. 由於幾乎完全依賴於缺點很多的模型，「核冬天」假說距離科學驗證還很遙遠。

顯然，「核冬天」假說從一開始就在很大程度上出於政治動機，這是科學被顛覆到政治目的的一個例子。

Thisisnottheway.作者認為，「核冬天」假說中存在著對於其中各種元素的低估或高估，且使用了過於粗糙的模型進行推演，不可靠。

我的感想： 人類目前的模擬水平無力解決如此複雜的問題，對於初始條件和邊界條件稍有偏差的設定都會導致數值模擬的結果極大地偏離真實情況。

核戰爭之後的氣候變化問題目前無法解決，甚至難以得到一個寬泛且準確的範圍。

Itisanexampleofsciencebeingsubvertedtopoliticalends.期待更多的科學。

我個人認為「核冬天」理論為假幾乎為真（確保嚴謹性故加上「幾乎」）。

再次強調，不要撒謊。

很多人對於核武器毀滅世界的方向估計反了。

按照現有核武器威力，確實不一定能消滅所有人類，也不會有像小行星撞地球那樣威力。

但全球核武器攻擊對於人類來說依然是毀滅性的，因為那是摧毀現代工業文明——摧毀全球幾個大城市人口密集區，主要工業區，污染主要農業糧食產地等。

殺死一個人不需要摧毀他所有細胞，只需要把大腦心臟呼吸系統等少數核心部位破壞就行。

因為人體是一個整體，你中有我我中有你。

就像艾滋病不會直接要你命，但免疫系統失靈後其他病菌會要命一樣。

全球核打擊除了消滅一定人口，更重要的事破壞現有工業體系和社會秩序。

離開工業化維持的糧食醫藥，饑荒瘟疫會大規模流行；現有社會秩序崩潰，將是無休止戰爭屠殺。

各種難民流民擴散。

這一系列連鎖反應是核打擊恐怖之處。

核冬天不可能，人類核武器不足以大規模改變氣候。

然而一旦開戰，人類文明還是不見得能活下去。

核戰打完之後，人類文明會一定程度倒退。

尤其是現代，發達國家產業空心化，發展中國家畸形城市化，核戰爭中大城市首當其衝，一旦炸毀，人類知識和生產力的損失是不可計數的。

在核戰過後數十年內，這些城市廢墟區域都不會適合生存。

當然知識和生產力肯定會有備份，但打起仗來多半是顧不上這些的。

而且戰爭會導致大幅度階層流動，民粹主義抬頭，對不在領導地位上的知識分子來說，無異於滅頂之災。

想想二戰中日本為什麼一直在用零式戰機，哪怕老美已經做出了針對？核戰的結果自然不是人類毀滅，但是人類社會會毀滅並在很長一段時間內無法復原。

人類發展到今天，社會分工程度已經很高。

人類社會複雜程度不亞於生物圈的物種關係，本身卻極其脆弱，核戰爭摧毀社會結構，造成人類文明倒退幾乎不可避免。

這只是核戰毀滅的下限，上限則不可估計，因為核戰代表著現代國際體系的結束，核彈一扔，各方就必須要玩命了，到時候各種條約都是廢紙，正版核彈沒了扔猴版的，猴版也沒了扔生化武器，把82年的天花拿出來一瓶，反正吊日子不過了。

可不能小看人類花式作死的技術。

核冬天不是自然科學領域的問題。

以核武器的能量，連太平洋上的颶風都消滅不了，更何況短時間內改變全球氣候。

核大戰的主要含義是一張人類文明層面的均富卡。

越是現代和先進的社會文明，其系統越是複雜和龐大，因此也越是脆弱。

就好像一座摩天大樓，自重太大，一旦在關鍵點抽掉幾根柱子，很可能整體坍塌。

但是，這個系統太複雜了，一般很難精準找到柱子在哪裡。

比如這次美國新冠疫情，那麼多人被感染，二十萬人死亡，結果美國社會似乎還是小車不倒只管推。

那我們原來概念里的美國人對生命價值很看重，民主對低人權零容忍這樣的刻板印象就被證偽了。

而核大戰不同，他是不管三七二十一，一次連環爆炸把所有大樓一層柱子全拆了。

大家全都從平房開始再造一次。

有的民族直接就被壓死了。

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