“除了几乎立即发生的所有死亡事件之外，气候影响和紫外线影响将是广泛的，”主要作者、国家大气研究中心 (NCAR) 的科学家查尔斯·巴丁 (Charles Bardeen) 说。“这些不是发生战争的地方。它们是全球性的，所以它们会影响我们所有人。”
Bardeen 和他的合著者发现，全球核战争产生的烟雾会在 15 年的时间里破坏大部分臭氧层，全球臭氧损失平均达到 75% 左右。即使是区域性核战争，也会导致全球臭氧损失峰值达到 25%，恢复需要大约 12 年的时间。
由于臭氧层保护地球表面免受有害的紫外线辐射，因此这种影响将对人类和环境造成毁灭性的影响。高水平的紫外线辐射与某些类型的皮肤癌、白内障和免疫系统疾病有关。臭氧层还保护陆地和水生生态系统以及农业。
“虽然我们怀疑臭氧会在核战争后被破坏，这会导致地球表面的紫外线增强，但如果烟雾过多，它会阻挡紫外线，”该研究的合著者艾伦·罗博克 (Alan Robock) 说。罗格斯大学气候科学教授。“现在，我们第一次计算了这是如何工作的，并量化了它如何取决于烟雾量。”
该研究由开放慈善项目资助，并得到了国家科学基金会(NCAR 的赞助商)以及科罗拉多大学博尔德分校和科罗拉多州立大学的计算支持。它发表在地球物理联盟的出版物《地球物理研究杂志——大气》上。
改变大气对全球战争的反应
1980 年代的科学家们发现，核战争产生的大量烟雾会通过阻挡入射的阳光来冷却地球，这种结果被称为“核冬天”。他们还发现，核战争会破坏臭氧，因为涉及由核武器爆炸产生的火球产生的氮氧化物的化学反应。
然而，随后的研究表明，烟雾还会通过加热平流层(这会改变化学反应速率)和减少光化学(由阳光引起的化学反应)而导致臭氧损失。
在这项新研究中，作者探索了光化学减少对臭氧破坏的影响程度，以及烟雾保护表面免受紫外线辐射的程度。他们首次计算了氮氧化物、平流层加热和光化学减少对全球核战争造成的平流层臭氧化学和地表紫外线的综合影响。
研究团队结合了四种基于 NCAR 的先进计算机模型：模拟全球气候的社区地球系统模型;整个大气社区气候模型，模拟大气的较高区域;对流层紫外线和可见光辐射模型，计算可用于光解的光和到达表面的紫外线辐射量;以及社区大气气溶胶和辐射模型，它提供了对烟雾颗粒的高级处理。
他们使用这种建模方法来研究两种情况。一方面，和巴基斯坦之间的地区核战争产生了 5 兆吨的烟雾。另一方面，和俄罗斯之间的全球核战争产生了 150 兆吨的烟雾。
结果强调了使用复杂的建模技术来充实大气复杂性的重要性。例如，在全球核战争的情况下，模拟表明，将大量烟雾注入平流层最初会通过阻挡阳光来降低地表温度，改变降水模式，保护地球免受紫外线辐射，同时也会破坏保护性臭氧层。然而，在几年内，烟雾将开始消散，更多的紫外线辐射将通过减少的臭氧层到达地表。
“条件会发生巨大变化，随着温度回升和紫外线辐射增加，最初可能有效的适应措施将无济于事，”巴丁说。“就像烟雾正在消散一样，你会得到这种对人类健康和农业产生完全不同影响的紫外线。”
相比之下，产生较少烟雾的地区核战争将导致更直接的模式，紫外线立即增加，而地表温度下降，臭氧层随着烟雾消散而逐渐恢复。
