Nuklearer Winter

Der Begriff nuklearer Winter bezeichnet die Verdunklung und Abkühlung der Erdatmosphäre als Folge der Explosion einer großen Zahl von nuklearen Sprengsätzen.

Szenarien

Die Forschung zum nuklearen Winter beschreibt mehrere, voneinander unabhängige Effekte, die nach Ansicht der Autoren nach einem großflächigen Einsatz von Atomwaffen zu einem nuklearen Winter führen können:

• durch die Wucht der Detonationen wird eine große Menge Staub in die Atmosphäre geschleudert
• große Waldflächen werden durch die Explosionen entzündet und erzeugen dichten Rauch
• Großbrände in den getroffenen Städten verbrennen große Mengen an Öl und Kunststoffen, die einen noch dichteren Rauch erzeugen als die Waldbrände.

Durch die enorme Hitze dieser großflächigen Feuer werden Rauch, Ruß und Staub sehr hoch in die Atmosphäre getragen, so dass es je nach Ausmaß der Zerstörung Wochen oder Monate dauerte, bis sie wieder abgesunken oder ausgewaschen seien. Während dieser Zeit werde ein Großteil des einfallenden Sonnenlichts von ihnen absorbiert, so dass die Oberflächentemperatur um etwa 11 bis 22 Grad Celsius zurückginge. Die Kälte einerseits und die dadurch entstehenden Ernteausfälle andererseits seien danach für eine viel höhere Anzahl an Opfern verantwortlich, als die Bomben selbst.

Die ersten Modellrechnungen zum Konzept des Nuklearen Winters litten unter den damals begrenzten Rechnerkapazitäten. So wurde nur ein kleiner Teil der Atmosphäre modelliert, und auch der Einfluss von Ozeanen auf das Klima konnte nicht berücksichtigt werden. In neuen Modellrechnungen ^[1] mit dem reduzierten Arsenal nach dem Ende des Kalten Krieges zeigt sich, dass die Effekte damals eher unterschätzt wurden. Unter Verwendung des NASA ModelE, das auch zur Simulation der Erderwärmung und anderer aktueller Klimafragen benutzt wird, konnten Robbock und Kollegen zeigen, dass die Durchschnittstemperatur auf der Erdoberfläche je nach Ausmaß des Nuklearschlages um 6-8 °C absinken würde. Große Bereiche in Nordamerika und Eurasien, inklusive aller landwirtschaftlich relevanten Gegenden dort, würden sogar mehr als 20 bzw. 30 °C abkühlen. Dieser Effekt hielt für die gesamte Simulationsdauer von 10 Jahren an.

Wissenschaftsgeschichte

Da bisher kein Einsatz von Kernwaffen mit ausreichender Sprengkraft erfolgt ist, liegen keine direkten Beobachtungen des Phänomens vor. 1974 wies John Hampson in der Wissenschaftszeitschrift Nature auf die Möglichkeit der Schädigung der Ozonschicht durch Nuklearwaffen hin. Dabei rechnete der Autor mit einer mehrjährigen Schädigung der Ozonschicht durch Nitroverbindungen. Infolgedessen würde mehr schädigende UV-Strahlung auf der Planetenoberfläche auftreffen.^[2] 1982 publizierten Paul J. Crutzen und John W. Birks eine Modellrechnung für das Klima nach einem ausgedehnten Atomschlag in einer Zeitschrift der schwedischen Akademie der Wissenschaften. Sie kamen zu dem Schluss, dass eine Abkühlung über eine längere Zeit nach den Explosionen wahrscheinlich sei. Die Nahrungsmittelproduktion würde auf der nördlichen Hemisphäre zusammenbrechen. Als Hauptursache nahmen die Autoren nitrose Gase und Sauerstoffradikale aus Bränden nach den Detonationen an.^[3]

1983 machten Turco und Mitarbeiter in der Fachzeitschrift Science in einer Modellrechnungsstudie auf die direkten und indirekten Schäden von Kernwaffenexplosionen aufmerksam. Die Studie wurde nach den Initialen ihrer Autoren auch als TTAPS-Studie bezeichnet und prägte den Begriff Nuklearer Winter. Dabei stellte er ein Szenario mit einer mehrwöchigen Kühlung auf -15 bis -25 Grad Celsius beim Einsatz mehrerer tausend Megatonnen vor. Ebenso postulierte er, dass bereits ab 100 Megatonnen über Großstädten eine merkliche Temperaturabkühlung auf wenige Grade über dem Gefrierpunkt führen könnte. Die Autoren berechneten Wald- und Baubrände sowie den direkt durch Luft- und Bodenexplosionen verursachten Anfall von Staub. Sie merkten jedoch auch an, dass viele Parameter noch unerforscht seien und nicht berücksichtigt würden.^[4] Im selben Jahr kam eine sowjetische Forschergruppe um Wladimir W. Alexandrow auf Basis eines eigenen Modells zu ähnlichen Ergebnissen wie die TTAPS-Studie.^[5]

1990 legt das TTAPS-Team erneut eine Folgestudie vor, die aufgrund von Laborexperimenten, neuen Daten anderer Forschergruppen und verfeinerter Klimamodelle eine detaillierte Prognose abgab. Im Falle eines Nuklearkriegs sagte die Studie Abnahmen der Durchschnittstemperatur um 20 Grad Celsius und 75% weniger Niederschlag in den mittleren Breitengraden vorher. Ebenso wurde die Hypothese aufgestellt, dass durch eine Stabilisierung der mittleren Atmosphärenschichten der Austausch zwischen den Hemisphären befördert würde. Infolgedessen würde auch die Südhalbkugel von den Folgen eines Krieges auf der Nordhalbkugel betroffen sein.^[6]

Kritikpunkte

Kritiker bemängeln, dass sowohl die mögliche Taktik von Kernwaffeneinsätzen (z. B. Luft- oder Bodendetonation), die Verminderung der Brandgefahr in einem Verteidigungsfall (sog. „Entrümpelung“, Schaffung von Brandschneisen, etc.), die Druck- und Sogwirkung der Kernwaffen (und die damit einhergehende Blaswirkung, die in der Lage ist, Entstehungsbrände zu löschen) sowie weitere Faktoren außer Acht gelassen oder nicht genügend berücksichtigt worden seien. Auch seien Brand-Daten aus den im Zweiten Weltkrieg mit Kernwaffen zerstörten Städten Hiroshima und Nagasaki nicht auf Verhältnisse anderer Länder übertragbar (Bauweise, Bauart, Einzelfeuerungsöfen, etc.).

Referenzen

1. ↑ Robock, A., L. Oman, and G. L. Stenchikov (2007), Nuclear winter revisited with a modern climate model and current nuclear arsenals: Still catastrophic consequences, J. Geophys. Res., 112, D13107, doi:10.1029/2006JD008235.
2. ↑ Hampson J.: Photochemical war on the atmosphere. In: Nature. 250, Nr. 5463, 1974, S. 189–91. doi:10.1038/250189a0.
3. ↑ Crutzen P., Birks J.: The atmosphere after a nuclear war: Twilight at noon. In: Ambio. 11, 1982, S. 114–25.
4. ↑ R. P. Turco, O. B. Toon, T. P. Ackerman, J. B. Pollack, and Carl Sagan: Nuclear Winter: Global Consequences of Multiple Nuclear Explosions. In: Science. 222, Nr. 4630, 23 December 1983, S. 1283–92. doi:10.1126/science.222.4630.1283. PMID 17773320.
5. ↑ Alexandrov, V. V. and G. I. Stenchikov (1983): "On the modeling of the climatic consequences of the nuclear war" The Proceeding of Appl. Mathematics, 21 p., The Computing Center of the AS USSR, Moscow.
6. ↑ Turco, R.P., Toon, A.B., Ackerman, T.P., Pollack, J.B., Sagan, C. (TTAPS) (January 1990). "Climate and Smoke: An Appraisal of Nuclear Winter". Science 247: 167–8.

Siehe auch

• Vulkanischer Winter
• Impaktwinter