Un team di ricercatori del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) ha scoperto che le conseguenze climatiche globali di uno scambio regionale di armi nucleari potrebbero variare da un impatto minimo a anni di raffreddamento più significativi.

I cinque scienziati LLNL hanno esaminato il potenziale per i cambiamenti climatici globali da grandi incendi urbani innescati in un ipotetico scambio nucleare regionale di 100 armi nucleari da 15 kiloton tra India e Pakistan.

Questo scenario, che è stato esaminato in diversi altri studi recenti, è stato valutato dagli scienziati del laboratorio utilizzando per la prima volta due modelli ad alta fedeltà e ha preso in considerazione nuovi fattori.

"Uno dei nuovi aspetti del nostro lavoro è che abbiamo esaminato la dipendenza degli effetti climatici dalle diverse quantità di carburante disponibile nel luogo della detonazione e del successivo incendio, " ha affermato l'ingegnere meccanico LLNL Katie Lundquist, il leader dello studio e coautore del documento del team.

Il team ha considerato una serie di possibilità per il caricamento del carburante nel luogo dell'incendio e le caratteristiche del pennacchio, come la composizione del fumo e le proprietà dell'aerosol, con conseguente migliore comprensione della sensibilità del modello a questi fattori.

Il documento del team è stato pubblicato la scorsa settimana su Giornale di ricerca geofisica :Atmosfere, una pubblicazione dell'American Geophysical Union.

Si ritiene che se la detonazione di più armi nucleari provoca grandi incendi, l'emissione di fumo potrebbe bloccare la luce solare e influenzare il clima globale.

Nel loro studio, gli scienziati di Livermore hanno simulato l'impatto climatico globale utilizzando nuovi modelli per prevedere i pennacchi di fuliggine provocati dal fuoco nella parte superiore della troposfera e oltre. Hanno scoperto che quando il fumo degli incendi rimane nella bassa troposfera (che ha un'altezza di circa 6-11 miglia), viene rimosso rapidamente e l'impatto climatico è minimo.

Però, quando gli incendi iniettano fumo nella troposfera superiore o superiore, più fumo viene trasportato nella stratosfera (lo strato dalla troposfera fino ad un'altezza di circa 30 miglia), dove viene bloccata una quantità di luce sufficiente a causare il raffreddamento globale della superficie.

"Le nostre simulazioni mostrano che il fumo di 100 tempeste di fuoco simultanee bloccherebbe la luce solare per circa quattro anni, invece degli 8-15 anni previsti in altri modelli, " hanno scritto i ricercatori di Livermore.

Credono che in questo caso, la luce solare bloccata causerebbe probabilmente un raffreddamento di picco medio globale da 1 a 1,5 gradi Kelvin per circa quattro anni, ha detto Lundquist.

Nello studio dell'impatto del carico di carburante sul clima globale, il team ha scoperto che se ci fossero stati incendi solo nelle aree suburbane, ci sarebbe poco o nessun effetto sul clima. Al contrario, hanno concluso che gli incendi nelle aree urbane densamente popolate potrebbero produrre un raffreddamento tre volte superiore all'impatto dell'eruzione del 1991 del vulcano Monte Pinatubo nelle Filippine.

I singoli pennacchi di fuoco sono modellati utilizzando il modello Weather Research and Forecasting (WRF) e la risposta climatica è prevista iniettando le emissioni di carbonio nero simulate da WRF nell'Energy Exascale Earth System Model (E3SM).

Questo studio rappresenta la prima volta che il sistema E3SM ad alta risoluzione, sviluppato dall'Ufficio delle scienze del Dipartimento dell'Energia (DOE), è stato applicato per esaminare gli effetti climatici di uno scambio di armi nucleari.

Lee Glascoe, un altro coautore dell'articolo della rivista e il leader del National Atmospheric Release Advisory Center (NARAC) del Lab, ha detto che lo studio di due anni ha mostrato che c'è ancora molta incertezza sull'impatto climatico globale di uno scambio di armi nucleari regionali.

"La ricerca precedente è stata inconcludente su quali potrebbero essere le conseguenze per il clima globale da uno scambio regionale di armi nucleari, " Glascoe ha detto. "Questo documento evidenzia che molti processi localizzati, come la densità del carburante e l'intensità del fuoco, potrebbe guidare i risultati globali."

Anche questa è la prima volta, Glascoe ha notato, che gli scienziati LLNL del NARAC e del Programma per il clima hanno collaborato a uno studio scientifico.

"C'è un significato in questo sforzo congiunto. Abbiamo combinato eventi locali guidati dal tempo, che è qualcosa in cui NARAC è specializzato, con eventi globali legati al clima, che è qualcosa in cui il programma per il clima è specializzato".

Oltre a Lundquist e Glascoe, altri autori degli articoli sono lo scienziato atmosferico Qi Tang; David Bader, il leader del programma per il clima; e Benjamin Wagman, un postdoc ora nello staff dei Sandia National Laboratories nel New Mexico.