¿Cuántas armas nucleares deben usarse para que ocurra un invierno nuclear?

En 2016, un invierno nuclear no es posible incluso en una guerra nuclear total. Esto se debe a que tanto las cantidades como el rendimiento de los arsenales nucleares del mundo han caído precipitadamente desde el máximo histórico de 1986. Los arsenales actuales son solo un 20% del tamaño que tenían en 1986 y el total de megatones disponibles es menos del 10% del pico. .

El tamaño promedio de la ojiva en el arsenal de EE. UU. Es de 330 kt. El promedio ruso es mayor pero no suficiente para cambiar este resultado. Para provocar un invierno nuclear, las nubes de escombros y el humo deben elevarse por encima de la troposfera hacia la alta estratosfera. Cualquier residuo o humo que se libera en la troposfera (por debajo de 70,000 pies) llueve rápidamente en el clima dentro de unos días a una semana o más. La tierra tiene su propio mecanismo de protección para las partículas liberadas en la troposfera llamada clima y es extremadamente eficiente.

La única forma de lograr que las partículas permanezcan en el aire por más tiempo es hacerlas explotar considerablemente más de 70,000 pies. La razón por la que esto no sucederá hoy es que el mundo ha eliminado las bombas de tamaño de megatón casi por completo, en breve se completará cuando se desmonten las últimas. Para obtener algo por encima de 70,000 pies necesita rendimientos por encima de 1 megatón. Las bombas desplegadas hoy arrojarán escombros de 50,000 a 60,000 pies a la atmósfera y todo eso volverá a caer a la tierra en horas y días más tarde cerca del punto de detonación.

Por lo tanto, el invierno nuclear siempre fue difícil porque en realidad nunca tuvimos suficientes bombas de alto rendimiento para causarlo, pero seguro en 2016 porque no tenemos ninguno en el rango de alto rendimiento requerido dentro de los arsenales activos de las naciones nucleares.

Al responder algunas preguntas que he recibido, ofrezco lo siguiente:

para una respuesta más actualizada, vaya aquí Respuesta de Allen E Hall a En un intercambio nuclear total donde se usan los arsenales del mundo entero, ¿cuánto duraría el invierno nuclear y sobreviviríamos?

Todavía se está interpretando una gran cantidad de nuevos conocimientos sobre la formación de nubes de pirocumulonimbos y el hollín en la estratosfera inferior. Hasta principios de la década de 2000, se pensaba que la capa límite entre la troposfera y la estratosfera presentaba una barrera mayor para el humo. Se han observado columnas de humo que se elevan hacia la estratosfera inferior, por lo que hay un efecto duradero a largo plazo, la pregunta aún no se ha respondido. Lo que se sabe es que los volúmenes de suposiciones de hollín y humo para un invierno nuclear se redujeron significativamente en los cálculos de materiales combustibles disponibles en ciudades modelo y eso ha fallado todos los estudios desde entonces. La teoría del invierno nuclear se basa en gran medida en el peor de los casos de muchos de los eventos que se desarrollarían durante un intercambio nuclear y, como tal, exagera dramáticamente el efecto. Un ejemplo contemporáneo de predicción que no modela con precisión la realidad son los efectos pronosticados de los iraquíes que incendiaron 600 plataformas petroleras en 1991.

Tras la invasión iraquí de Kuwait y las amenazas iraquíes de encender los más o menos 800 pozos de petróleo del país, se especuló sobre el efecto climático acumulativo de esto, presentado en la Conferencia Mundial sobre el Clima en Ginebra en noviembre de 1990, desde un escenario de tipo nuclear invernal, a fuertes lluvias ácidas e incluso a corto plazo el calentamiento global inmediato. Según lo amenazado, los iraquíes en retirada incendiaron los pozos en marzo de 1991 y los aproximadamente 600 pozos petroleros kuwaitíes que se establecieron con éxito no se extinguieron por completo hasta el 6 de noviembre de 1991, ocho meses después del final de la guerra, y consumieron aproximadamente seis millones de barriles de petróleo al día en su intensidad máxima. En artículos impresos en la estrella de la mañana de Wilmington y en los periódicos Baltimore Sun de enero de 1991, destacados autores de artículos de invierno nuclear: Richard P. Turco, John W. Birks, Carl Sagan, Alan Robock y Paul Crutzen, declararon colectivamente que esperaban una catástrofe. efectos de invierno nuclear con efectos de tamaño continental de temperaturas de “sub-congelación” como resultado de que los iraquíes continúan con sus amenazas de encender 300 a 500 pozos de petróleo presurizados que posteriormente podrían arder durante varios meses.

Más tarde, Carl Sagan admitió en su libro The Demon-Haunted World que sus predicciones obviamente no resultaron ser correctas: “estaba completamente oscuro al mediodía y las temperaturas cayeron 4–6 ° C sobre el Golfo Pérsico, pero no llegó mucho humo a la estratosfera”. Altitudes y Asia se salvó.

El científico atmosférico encargado de estudiar el efecto atmosférico de los incendios de Kuwait por la National Science Foundation, Peter Hobbs, declaró que el impacto modesto de los incendios sugirió que “algunos números (utilizados para apoyar la hipótesis del invierno nuclear) … probablemente fueron un poco exagerados”.

En un documento del Departamento de Seguridad Nacional de los Estados Unidos finalizado en 2010, los expertos en incendios declararon que debido a la naturaleza del diseño y construcción de la ciudad moderna, con los Estados Unidos como ejemplo, es poco probable una tormenta de fuego después de una detonación nuclear en una ciudad moderna. . Esto no quiere decir que los incendios no ocurrirán en un área grande después de una detonación, sino que los incendios no se fusionarían y formarían la pluma de tormenta de fuego de estratosfera más importante que los documentos de invierno nuclear requieren como un requisito previo en sus modelos de computadora climática. .

El bombardeo nuclear de Nagasaki, por ejemplo, no produjo una tormenta de fuego. Esto se observó de manera similar ya en 1986-88, cuando se descubrió que la cantidad supuesta de “carga masiva” de combustible (la cantidad de combustible por metro cuadrado) en las ciudades que sustentan los modelos de invierno era demasiado alta e intencionalmente creaba flujos de calor que dejaban de fumar en la estratosfera inferior, sin embargo, las evaluaciones “más características de las condiciones” que se encuentran en las ciudades modernas del mundo real, han encontrado que la carga de combustible y, por lo tanto, el flujo de calor resultante de la quema, rara vez elevaría mucho más de 4 km. Los escenarios que contribuyen a una tormenta de fuego también dependen del tamaño de las bombas que se utilizan. Solo las bombas en el rango de megatones y más altas encenderían un área lo suficientemente grande como para que las tormentas de fuego se unan cruzando desde áreas escasamente ubicadas de alta carga de combustible a estas áreas de menor carga de combustible en un modelo de ciudad mixta, como Nashville.

Russell Seitz, asociado del Centro de Asuntos Internacionales de la Universidad de Harvard, argumenta que las suposiciones de los modelos de invierno dan resultados que los investigadores quieren lograr y es un caso de “análisis del peor de los casos”. Seitz criticó la teoría por basarse en sucesivos eventos del peor de los casos.

Teniendo todo eso en consideración y tomando el megatonnage disponible en los arsenales de hoy y ajustando la carga atmosférica implícita de hollín negro de carbón, podría terminar con 5 teragramas en la parte superior de la estratosfera inferior, lo que provocaría una caída de 2 a 3 ° C durante varios años. No es un invierno nuclear, apenas una caída nuclear … e incluso eso es discutible ya que la premisa sobre tormentas de fuego incontroladas carece de fundamento en base a observaciones reales de las bombas lanzadas en 1945. Nagasaki era una ciudad con mucho más material combustible que la mayoría de las ciudades modernas. La teoría es defectuosa de arriba a abajo.

Una nota interesante sobre varios informes recientes importantes en contra de mi conclusión e incluso los que datan de hace 10 años. Ninguno de estos informes cuestiona la carga de combustible y los niveles de humo atmosférico generado. Todos parecen usar la base original tal como la expuso el equipo de Carl Sagan, a pesar de que el mismo Sagan admitió que su modelo no funcionaba.

El efecto del “invierno nuclear” es causado por la inyección de humo en el aire en grandes cantidades, rápidamente. El humo es extremadamente eficiente para bloquear la luz, órdenes de magnitud más eficientes que el polvo. El humo se eleva automáticamente (por calentamiento solar) a la estratosfera y forma una capa estable allí que se diluye lentamente a lo largo de los años.

Requiere quemar una gran cantidad de ciudades y existencias petroquímicas, por lo que depende de lo que yo llamo una “estrategia de focalización de genocidio”, una decisión de asesinar decenas a cientos de millones de personas en el transcurso de unos días. Esto requiere al menos cientos de ojivas dirigidas a ciudades y objetivos petroquímicos.

No he buscado los estudios para esta respuesta, pero puede ser que la focalización mundial de objetivos petroquímicos (refinería de petróleo y sitios de almacenamiento) por sí sola pueda ser suficiente por sí sola para desencadenar el efecto.

Tal ataque petroquímico (una decisión de cerrar las economías al privarlos de combustible) mataría a muchas menos personas de inmediato (pero aún así al menos millones, ya que las instalaciones de almacenamiento de petróleo están cerca de las ciudades, a menudo en los puertos), pero aún así mataría a miles de millones en el curso de unos pocos años a través de la hambruna.

Un hecho importante: el mundo mantiene un suministro de alimentos de solo 90 días y requiere la cosecha continua de cultivos para reemplazar los alimentos consumidos. Una decisión inmediata de abandonar el uso de granos como materia prima y otros usos no alimentarios lo duplicaría 180 días.

Todos los cultivos alimenticios principales son plantas tropicales o subtropicales sensibles a la temperatura durante la mitad de su ciclo de crecimiento. Una caída de temperatura relativamente pequeña (apenas lo que llamarías “invierno” o incluso “otoño”) hace que pierdan la mayor parte de su producción. Entonces, el efecto de la capa de humo esencialmente detendría la producción mundial de alimentos durante un año o más, tiempo durante el cual los alimentos se agotarían.

Se han visto versiones más suaves de esto, que aún eran devastadoras, a partir de erupciones volcánicas. Se han visto numerosas hambrunas generalizadas de “volcanes” en la “Gran Hambruna de 1315–1317″ (que dura dos años), el ” Año sin verano ” en Asia y Europa desde la erupción de Tambora 1815-1817 (que también abarca dos años) ejemplos famosos (hay muchos otros conocidos ahora). El efecto del humo es mucho más intenso que incluso las mayores erupciones volcánicas históricas.

Por supuesto, destruir la infraestructura petrolera mundial también perturbaría severamente la agricultura moderna y el envío de alimentos en todo el mundo, exacerbando los efectos directos del enfriamiento en los alimentos.

Mis cálculos muy aproximados dicen que tendría que ser del orden de más de 6000 armas nucleares para causar más que el año sin condiciones de verano.

Un intercambio completo entre los EE. UU. Y Rusia que están disponibles hoy (2016) según las limitaciones del tratado es de menos de 4000 armas nucleares. Sí, estos países tienen muchos más, pero están en varias etapas de retiro y desensamblaje que no veo que sean utilizables durante meses o años. En muchos casos, sus sistemas de entrega también han sido destruidos. Por lo tanto, un invierno nuclear parece poco probable según las siguientes observaciones.

¿Cómo llegué a esta conclusión? Consideremos el único fenómeno natural que es más o menos comparable; erupciones volcánicas. El índice logarítmico de explosividad volcánica nos da información sobre la cantidad de escombros que se arrojan a la atmósfera (¡es mucho!) Con varias erupciones importantes recientes que se sabe que causaron temperaturas de enfriamiento.

La erupción de 1980 del Monte St. Helens fue un VEI 5 ​​en el estado de Washington, probablemente sea la más recordada, ya que ocurrió en el patio trasero de los Estados Unidos. Lanzó apenas 1.3 km cúbicos en el aire que cubrieron unas 22,000 millas cuadradas. No pude encontrar ningún efecto de enfriamiento global conocido. PD. Texas tuvo una ola de calor un mes después …

El monte Pinatubo entró en erupción en Filipinas en junio de 1991 y era más grande con un VEI 6. Expulsó aproximadamente 10 km cúbicos de cenizas y 19 millones de toneladas de dióxido de azufre. Las temperaturas en el hemisferio norte cayeron alrededor de 0.5-0.6 ° C (0.9-1.1 ° F) y globalmente alrededor de 0.4 ° C (0.7 ° F). Nota interesante: aunque no es directamente responsable, la erupción puede haber jugado un papel en la formación de la tormenta del siglo 1993.

La erupción de Krakatoa en 1883, que probablemente es mucho más conocida, fue un VEI 6 con 4 erupciones mayores durante 5 horas. Se menciona que la erupción principal tenía el poder de 200 megatones. Se expulsaron unos 18 km cúbicos de cenizas y se liberaron al aire unas 20 millones de toneladas de azufre. Las temperaturas globales cayeron un promedio de 1.2 ° C con un clima loco registrado durante varios años después.

La erupción del monte Tambora en Indonesia en 1815 fue un VEI 7 y expulsó aproximadamente 160 km cúbicos. ¡Perdió 1/3 de su altura de 4200 metros! El año sin verano en 1816 se atribuye, al menos en parte, a esta erupción, así como al clima severo hasta 1819. El invierno de 1816 también fue el más frío registrado desde la década de 1400, cuando se iniciaron los primeros registros.

Un rápido vistazo a estas erupciones nos dice que hay que poner cantidades extremadamente grandes de basura en la atmósfera para afectar las temperaturas globales.

Mis pensamientos son que un intercambio nuclear va a ser principalmente explosiones nucleares por encima del suelo. Estos no generarán la equivalencia de las cenizas volcánicas pesadas, pero generarán partículas finas y humo de la explosión y los posteriores incendios de grandes áreas que deberían ser comparables.

Dado que la erupción del Monte Tambora causó un notable enfriamiento global, y fue aproximadamente 10 veces más grande que Krakatoa, que tenía un poder estimado de 200 Megatones, mi estimación está en el rango de 2000 Megatones.

¿Cuántas armas nucleares es eso? Consideremos el inventario de EE. UU .:

– La USAF LGM-30 Minuteman III lleva un W87 con un rendimiento de 475 kilotones.

– El misil submarino Trident II UGM-133 lleva hasta 8 W88 que tiene un rendimiento de hasta 475 kilotones.

– La bomba nuclear B61 puede ser lanzada por combatientes y bombarderos y tiene un rendimiento de hasta 340 kilotones.

– El AGM-86 ALCM lleva el W80 (ojiva nuclear) con un rendimiento de hasta 150 kilotones.

Según las armas nucleares y los Estados Unidos, los Estados Unidos tienen 1920 armas nucleares disponibles para su uso debido a las obligaciones del tratado. Supongamos que el rendimiento promedio está en el lado alto a 400 kilotones, lo que nos da un rendimiento total de 768 megatones. (Va a ser mucho más bajo, ya que algunas armas no estarán disponibles debido a que algunos submarinos están caídos para un mantenimiento pesado, sin objetivos tácticos dentro del alcance de los aviones de combate / algunos B61, etc.)

Si asumimos que el otro lado tiene números comparables, entonces estamos viendo un rendimiento neto en el rango de 1500 Megaton con casi 4000 armas, que es 3 / 4s del poder de la erupción del Monte Tambora que afectó el clima global durante hasta 3 años. . Pero NO causó un invierno nuclear con glaciares en Texas. Entonces, parece que necesitaríamos al menos un 50% más para causar algo más severo que un año sin verano.

Estoy interesado en sus comentarios a favor o en contra de lo que he publicado aquí.

No es la cantidad de armas sino el rendimiento total lo que, en teoría, podría producir un invierno nuclear.

Lo que se necesita es un caldo que se arroje a la atmósfera y permanezca durante varios años. La única forma práctica de lograr esto sería la detonación de 2.400 armas de 5 Mt cada una. Estos tendrían que ser detonados sobre áreas densamente boscosas. Esa es la única forma de producir suficiente calma y propulsarla hacia la estratosfera.

El concepto de armas nucleares que se hizo popular por el fallecido Dr. Carl Sagan and Co. se basó en tres supuestos falsos (no tenían acceso a material clasificado):

  1. Los desechos de las detonaciones nucleares se arrojan a la estratosfera. De hecho, cualquier rendimiento por debajo de 1 Mt no podría impulsar los escombros y calmarlos en la estratosfera.
  2. Dichos escombros permanecerían allí por años. Este no es el caso, la mayoría de las partículas de escombros son demasiado pesadas para permanecer allí y volver a la tierra en una semana. Solo calmante permanecería allí durante años.
  3. Todo el alivio de las ciudades en llamas llegaría a la estratosfera. De hecho, la mayoría de los restos permanecen dentro de los edificios / ruinas de las ciudades quemadas, solo un pequeño porcentaje es absorbido por la nube de hongo (que en la mayoría de los casos no llegaría a la estratosfera).

la bomba de zar más grande conocida, si explota de la manera correcta (en un punto realmente delgado en la corteza marina, por ejemplo) causaría hipercañas radioactivas y muros de lluvia de fuego. entonces 1