核冬天的恐怖画卷：你能想象吗？
Nuclear Power 图片库 核试验产生的蘑菇云穿过云层。查看更多核电图片。兰伯特/盖蒂图片社
可以说是偏执狂或敏锐的洞察力，但人类长期以来一直在思考这样一种可能性，即世界末日事件和潜在的核冬天不是由于交战的神灵或宇宙灾难的结果，而是由于我们自己的自我毁灭倾向。我们曾经是原始荒野中的游牧民族，如今我们攀登了科技的阶梯，披上了文明的衣钵，宣称自己是地球的主人。但是，在不毁灭自己的情况下，我们能统治我们的领域多久呢？毕竟，如果我们没有从《2001：太空漫游》中学到什么，那就是如果你给一只猴子一根骨头，它不可避免地会用它把另一只猴子打死。
在基因上与我们野蛮的过去融合在一起，我们在几个世纪里开辟了一条血腥的足迹。随着我们的进步，我们摧毁了文明，发动了战争，在地球上留下了伤痕——我们的武器变得越来越强大。1945 年 7 月 16 日，曼哈顿项目负责人 J. Robert Oppenheimer 首次成功进行核武器试验后，他对其中的可怕影响进行了深思熟虑。后来，他引用了《薄伽梵歌》中的一句名言：“现在我变成了死亡，世界的毁灭者。
在那次爆炸后的几十年里，人类因对原子武器的恐惧而战栗。随着全球核武库的膨胀，我们对可能引发的战争的恐惧也随之增加。当科学家们研究这种冲突的可能后果时，一个新词进入了公众的行话：核冬天。如果说地平线上燃烧的蘑菇云的景象表明世界可能会以一声巨响结束，那么核冬天则表明，第三次世界大战后的人类很可能在呜咽中死去。
自 1980 年代初以来，这种情况一直渗透到我们对未来最黯淡的愿景中：突然间，天空闪耀着一千个太阳的光芒。数以百万计的生命被烧成灰烬和阴影。最后，随着核风暴焚毁城市和森林，浓烟上升到大气层中，将地球掩埋在翻滚的黑灰云中。
结果是正午的黑暗、骤降的气温和地球上生命的最终死亡。
核战争和大气层
2015 年 4 月 22 日，从智利南部的蒙特港看到卡尔布科火山喷出的火山灰和熔岩高柱。
核冬天理论本质上是一种环境附带损害理论。虽然核攻击可能针对一个国家的军事基础设施或人口中心，但攻击可能会对地球大气层造成巨大伤害。
我们很容易认为我们呼吸的空气是理所当然的，但大气是这个星球上所有生命的重要组成部分。事实上，科学家们认为它与地球的单细胞生物一起进化到现在的状态。它保护我们免受危险水平的太阳辐射，但也允许太阳加热我们的世界。阳光穿过大气层，使行星表面变暖，然后发出地面辐射，使空气变热。
如果燃烧的城市和森林产生的足够灰烬升上天空，它可以有效地充当伞，保护地球的大部分地区免受阳光照射。如果你减少进入表面的阳光量，那么你就会降低由此产生的大气温度——并可能干扰光合作用。
这种情况的例子在近代历史上发生过较小规模的情况。例如，1883 年印度尼西亚喀拉喀托火山喷发，向大气中喷发的火山灰足以使全球气温降低 2.2 华氏度（1.2 摄氏度），持续一整年 [来源：梅纳德]。几十年前的 1815 年，印度尼西亚坦博拉火山的喷发阻挡了全球足够的阳光，导致了后来被称为“没有夏天的一年”[来源：探索频道]
次年，美国居民经历了夏季降雪，气温比平均水平低 5 到 10 华氏度（3 到 6 摄氏度）。气温下降摧毁了农作物，造成数十万人死亡——这还不包括在印度尼西亚丧生的人。
一些考古学家推测，6500 万年前发生了一场更大的灾难，当时一颗小行星与地球相撞。被称为 K-T 边界灭绝事件，一些专家认为，这次碰撞可能已经向大气中喷射了足够的灰烬和碎片，从而造成了撞击冬季。前提与核冬天相同，只是产生大气碎片的方法不同。一些古生物学家怀疑冬天的这种影响导致了恐龙的灭绝。
自然灾害并不是唯一被证明的温度变化因素。1991 年波斯湾战争结束时，伊拉克总统萨达姆·侯赛因 （Saddam Hussein） 烧毁了 736 口科威特油井。大火肆虐了 9 个月，在此期间，当地平均气温下降了 18.3 华氏度（10.2 摄氏度）[来源：迈凯伦]。
尽管这些例子看起来很严重，但如果美国和当时的苏联的核大国之间爆发核战争，核冬天理论家们提供了一个要黯淡得多的预测。在 1980 年代，理论家预测长达十年的温带下降高达 72 华氏度（40 摄氏度）[来源：帕金斯]。这样的冬天可能会结束核战争引发的破坏，让幸存者走上饥荒和饥饿的令人不寒而栗的道路。
核冬天和臭氧
一些科学家预测，核冬天之后将是一个更加严酷的春天。他们推测，从烟云中反射回来的阳光会加热平流层中的氮氧化物。在高温下，由于爆炸燃烧的氧气而形成的氮氧化物会以远高于正常速度消耗臭氧层。
灭绝预测
在最糟糕的核冬天情景中，植物无法接收到足够的阳光来进行光合作用。克里斯·克洛尔/盖蒂图片社
在卡尔·萨根 （Carl Sagan） 和理查德·特科 （Richard Turco） 的著作《无人思考之路》（A Path Where No Man Thought） 中，两位核冬天理论家提出了六类核冬天，为理解全球核战争可能造成的大气后果提供了一个框架。
最小的核冬天：在核战争的最佳情况下，足够小的攻击将导致最小的云层覆盖，并且对环境的影响很小或没有影响。虽然目标地区遭受的破坏可能被证明是巨大的，但世界其他地区不会遭受大气后果。边际核冬天：Sagan 和 Turco 预测，即使是“边际”核冬天，情况也会很严峻。他们计算出，在一场受控的核战争中，城市中心上空的几次核爆炸可能会使北半球的温度降低几度。农业生产将受到影响，导致饥荒——尤其是在伴有严重干旱的情况下。虽然大量的灰烬会在黑雨中返回地球，但大部分会留在高层大气中。Sagan 和 Turco 预测，这样一个核冬天造成的死亡人数将与在核战争中丧生的人数相当。考虑到气流的半球分离以及大多数核目标都存在于北半球的事实，赤道以下的一切都将基本不受影响。名义核冬天：作者认为这类核冬天是一场涉及引爆 6,000 到 12,000 枚核武器的全面核战争的低端可能性。幸存者将忍受黑暗的天空、大范围的干旱、尘埃和北半球 18.3 华氏度（10 摄氏度）的全球气温下降。正午的阳光只会是战前的三分之一。在接下来的几个月里，这些云层会消散，太阳似乎会比以前更热。由于核爆炸会摧毁大部分臭氧层，因此更多的太阳辐射将到达地球表面。南半球不会经历重大的气候变化。大规模核冬天：在全面核战争之后，这种情况会给北半球带来灾难性的后果：冰冻温度、大范围的沉降物、污染、臭氧消耗和降水中断。想象一下一个阴沉的日子——现在想象一下这些情况持续了多年。绿色植物几乎无法获得足够的阳光进行光合作用，从而影响全球粮食生产。农作物会歉收，数十亿人会死亡，物种会灭绝，虽然人类可能会生存下来，但我们所知道的文明可能不会。对南半球的损害将取决于赤道以下的爆炸次数。严寒核冬天：在这种情况下，只有不到 1% 的太阳光在几个月内到达地球表面，导致全球气温下降，光合作用不足。除了大范围的饥荒和污染外，Sagan 和 Turco 预测农业生产将下降到自黑暗时代以来的最高水平。极端核冬天：在这种最坏的情况下，根据 1990 年的情况，世界上几乎所有的核武器都部署了。结果将是中午的完全黑暗。这颗行星的大部分生命都会在这个黑色大气的坟墓的寒冷范围内消亡。
也就是说，核冬天在很大程度上是一个理论——而且是一个有争议的理论。然而，像全球灾难风险研究所（Global Catastrophic Risk Institute）所做的核冬天研究继续揭示可能的结果。接下来，我们将看看该理论是如何演变的，以及它今天所处的位置。
争论世界末日
核冬天荒地的概念可能很可怕，但它现实吗？Roland Shainidze 摄影/Getty Images
大气层是一个非常复杂的系统。当你有 5.5 千万吨（4.99 千万亿公吨）的天然气和无数本地、全球、陆地和外星因素搅动它时，很难理解它是如何运作的。即使是先进的计算机模型，在预报天气超过几天时也会失去效力。这些模型的使用催生了混沌理论和蝴蝶效应的概念。最小的变化可能会产生巨大的后果，而且至少一切都有一丝不可预测的迹象。
在 1970 年代，美国国家科学院和美国技术评估办公室讨论了核战争可能对环境的影响，1982 年，瑞典科学院发表了“核战争后的大气：正午的暮光”。这份报告预测，燃烧的城市和森林产生的烟雾可能会减少阳光，从而带来危险的后果。1983 年，大气科学家理查德·特科 （Richard Turco） 和天体化学家卡尔·萨根 （Carl Sagan） 与其他三位科学家一起出版了《核爆炸的全球大气后果》（Global Atmospheric Consequences of Nuclear Explosions）。这篇文章被称为 TTAPS 报告（作者姓名的简称：Turco、Toon、Ackerman、Pollack 和 Sagan），引起了大量媒体的关注。美国和苏联对这些发现给予了真正的考虑——有些人将其归因于冷战期间扳机指的平静。
TTAPS 的发现取决于 1980 年代的计算机天气模型。但今天，这样的技术远非万无一失。虽然大多数科学家都同意核战争会对大气产生一些影响，但并不是每个人都同意其严重性。作者迈克尔·克莱顿 （Michael Crichton） 指责 TTAPS 的作者实行“共识科学”，在这种科学中，猜测、公众舆论和政治为不完美的理论提供了力量。克莱顿认为，虽然共识科学可能在今天向我们推销一些有益的东西，但它为未来树立了一个危险的先例。
1990 年，TTAPS 作者发表了基于新数据的修订结果。较为温和的结果安抚了一些批评者，但过去和现在仍然存在反对声音。这些分歧归结为四个因素，每个因素都有其未知或不可知的份额：
核交换后有多少材料可以燃烧？有多少会留在大气中，有多少会落回地球表面？这样的烟云会偏转多少阳光？攻击会在哪个季节发生？如果发作发生在实际的冬季，结果会不会严重得多？
随着我们对大气层的了解不断加深，科学家们继续将数据应用于核战争的前景。虽然人们很容易看待冷战时期的核情景，并将核冬天视为 21 世纪的威胁，但最近的研究结果表明，我们可能远非安全。
科学家布莱恩·托恩 （Brian Toon） 和艾伦·罗博克 （Alan Robock） 使用现代气候模型推测，即使是区域性核战争也可能给每个人带来一个边际核冬天。根据他们 2007 年的调查结果，如果印度和巴基斯坦各自向对方发射 50 枚核武器，整个地球可能会经历 10 年的烟云和大约 2.25 华氏度（1.25 摄氏度）的三年温度下降 [来源：帕金斯]。部分由于这份报告，《原子科学家公报》将世界末日时钟提前了两分钟，接近午夜。
我们进入核时代还不到一个世纪，但到目前为止，我们甚至避免了地区性核战争。这种僵局会持续下去吗？或者人类最终会亲身测试核冬天理论吗？
