火与冰-第5章
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对于那些想在沿海海域捕鱼的核冬天的幸存者来说，海上可能出现狂风暴雨，将给他们增添更大的困难。为现代社会提供鱼类的大型捕鱼船很有可能还在国内港口中就遭到风暴的袭击，并由此而毁坏，或是难以获得燃料。从陆地冲刷出来的有害废物和淤泥，也会给沿海海洋生物增加灾难。
核冬天给人类带来的后果
要搞清核冬天对人类的全部影响，我们首先必须了解所有的生命都生活在彼此息息相关，相互依存的统一体中。科学家们创造了“生物圈”这个词来描绘地球、大气和海洋，而生命就在其中形成。生物学家发现，要想了解某一个别生物，就需要研究它所生活的整个植物、动物和微生物群落和所处环境的物理性质——阳光、辐射、组成空气的各种气体、土壤、海洋和河流里水中的化学成分。这种研究被称为生态学。近年来，我们对生态学对人类活动的影响已经变得更加敏感，原因并不仅仅在于我们关心地球和它的生命。我们要生存下去就需要依靠无数的生态系统。我们靠植物和动物为我们提供食物，因而我们不得不控制它们的数量和防止病虫害。目前世界上的人们要像史前时代的人类那样依靠打猎采集为生是完全不可能的。我们靠农业，靠控制生态系统为生。核冬天对人类社会最明显和最严重的影响可能是所有庄稼一年的收成几乎全部被毁，而且要重新恢复大规模农业生产是十分困难的。
当然，这些农作物不会在核冬天灭绝。地球上很多地区都会保存一些种子，即使是饥馈绝望的核战幸存者也懂得要留一部分种子供以后播种用。问题在于昆虫、鸟类和兽类的灭绝，将导致新害虫的繁衍。很难相信现代农业赖之以存在的燃料、肥料、杀虫剂的供给在几年内能恢复正常。植物覆盖层被破坏，光秃暴露的土壤便会受到侵蚀。生物学家估计恢复农业生产将需要10年的时间。很明显，幸存者的食品分配和供给会成为一个十分棘手的问题。对于那些粮食生产上远不能自结自足，完全依靠进口粮食的国家来说，失去一年的收成会是一场巨大的灾难。
同样，核冬天也使从海洋获取的食品急剧下降，我们已经看到给人类提供基本营养的许多食物链将要被破坏。在最为严酷的情形下，大地一片漆黑，以致海洋中的光合作用连续数月的中断，众多的鱼种也许会灭绝。因此，人类在失去大部分陆地收成后，要向海洋寻求帮助，也无法得到保证。
生物生态系统除了供给我们食物，还在很多方面为我们服务，这些对我们都是同等重要的。它们的作用是形成和保护土壤、养料的再循环，控制可能发生的农业害虫和人类疾病带菌体，处理废物和死亡的有机物、生物，净化水源，甚至调节气候（众所周知，一个地区的绿化，是改良沙漠的第一步）。总之，自然提供了一个博大的生化源，新的植物和动物在这里自然地或艰苦地通过淘汰，繁殖进化。
当然，也不是生态系统为我们所提供的这一切都会受到核冬天的威胁。但问题是，我们很难预测像核冬天的气候性灾难给生物造成的全部后果。生态群落中的成员，彼此依存，它们能抵御环境较小的变化，却抵抗不了较大变化的伤害。
如果我们把注意力仅仅集中在对人类的直接影响上，那么，即使黑暗和寒冷遍及整个地球，这似乎也不会导致南半球所有人的立即死亡。在远离原子弹爆炸现场，相对来说没有放射尘埃的岛屿上，和由于海洋的调节，气温下降不很明显的地区，都可能有幸存者。所以，在南半球各处，甚至在北半球的某些地区，很可能有一些分散的幸存者。可是，这些分散的小股人群能够生存下去吗？他们可能被迫回到以打猎和采集为生的生活方式中去，但他们缺乏我们打猎祖先在数千年里积累下来的有关周围环境的知识。他们还将面临一个崭新而又有害的环境，具有较高辐射、受到严重破坏的自然世界，其气候条件是前所未有的。社会、经济、文化系统等都被破坏殆尽，人类将面临巨大的精神压力。1983年10月，一些杰出的生物学家在华盛顿集会，他们的一致意见是：
我们不能排除这样一种可能性，即这些分散的幸存者根本不可能再繁殖人口。他们可能生存几十年或一个世纪，然后消失。换句话说，我们无法排除大规摸的核战争会毁灭人类这一可能性。
这些令人沮丧的话，足以阻止我们把人类推向毁灭。难道还需再多言吗？我们怎么能允许核武器再多贮存片刻呢？在一场核浩劫后，地球上的生命当然还会继续生存下去，但是我们却不复存在了。在过去几千年中人类建立起来的全部文化、文明和成就都将付之一炬。
第五章 核冬天预言的可信程度
核冬天的怀疑派
并不是科学界每一个成员都认为核冬天的预测是正确的。最主要的批评来自美国爱德华·泰勒和英国的约翰·马多克斯。爱德华·泰勒是加利福尼亚州劳伦斯·利弗莫尔国家实验室副主任，他以“氢弹之父”闻名全球。甚至在第一颗原子弹问世之前，他已论证：只要重新创造像太阳中心一样的条件，氢与氦聚变，就能造出威力大得多的炸弹。有几年他因自己的建议没有被采纳而感到失望，但是在1949年8月苏联成功地爆炸了一颗原子弹后，上面开了绿灯，一个在当时被称为“超级”的工程计划，便在泰勒的指导下开始进行。三年之后，第一颗氢弹在南太平洋爆炸。泰勒一直是核武器的热情支持者，他声称过去40年靠的是核威慑力量，才维持了和平。
泰勒在发表于1984年8月23日英国科学杂志《自然》上的文章中，抨击TTAPS小组对核冬天的预言是夸大事实。声称如果对尘烟的数量和性质做不同的假设，这种影响会变得很小，以至极不足道。他用几个字概括了他的见解：“气温骤变的观点是值得怀疑的。”令人感兴趣的是，在同一篇论文里他又说，落在非参战国的放射性尘埃的平均预测量即使是20拉德，在辐射最强的地区为250拉德（比自然辐射背景要高几百倍），也是不必担心的。
约翰·马多克斯是《自然》杂志的编辑，又是英国广播公司（BBC）的职业播音员。由于《自然》是一份声望很高的杂志，曾发表过很多见解深刻的重要文章。马多克斯的两篇有关核冬天的社论（1984年3月1日和12月13日）曾引起过一些注意。在第一篇文章里他谈到TTAPS小组的预言由于以下两个原因不能令人信服：第一，关于种种假设的详细讨论并未发表；第二，由于没有考虑列在实际环境中可能出现反馈进程，这种可原谅的、对气候影响所作的过于简单的计算很可能会夸大所谓核冬天的严酷性。第一个批评是令人费解的，因为发表在1983年12月美国《科学》杂志上TTAPS小组的文章，含有87个详细脚注，提供了技术细节和参考资料目录。这些参考目录包括TTAPS小组以前写的有关火星尘暴以及陆地上火山尘埃影响的文章，这些文章对大气模型的建立提供了大量细节。第二个批评具有某些合理性，正如我们在第三章所见，地面的实际温度并不仅仅取决于阳光对空气和核尘烟云的穿透。海洋和风对调节陆地和海洋、赤道和南北极的温差也起了重要作用。然而TTAPS小组在他们的文章里自己已对气候预测的局限性说得很清楚，并且对海洋气温略有下降，以及陆地气温不会像他们的简单模型所预测的那样明显下降，也作了清楚的说明。他们声称，在内地，温度实际下降比预测的大约少30％；而在沿海，则少70％。这些估计与苏联和美国那些确实考虑过上述部分重要气象影响的地球循环模型所得出的研究结果是一致的。任何就核战争会给气候造成的后果所作的认真推测都没有得出过这样的结论，即核冬天效应根本不存在，纯属子虚乌有。因此，马多克斯的过于自信的结论是很令人费解的，即“如果按照到目前为止所公布的这些预测，一些人仍不会相信在核战争后会出现漫长冬天的说法，而且，要说服他们绝非是轻而易举的事。”
马多克斯的第二篇社论登载之时，正值美国国家科学研究会发表题为《大量核子交换对大气层的影响》的报告。使马多克斯大为吃惊的是，这一有重大影响的调查报告证实了核冬天效应确实有存在的可能性。其结论是：
总之，各种模拟计算和对同类自然现象有限的系统观察的一致结果，为得出下述结论提供了依据，这与国家科学研究会所提出的基线情况相似，一场核战争可使临近地面的温度在事件发生后大幅度下降几个星期至几个月。此外，放射性微粒有可能迅速被扩散到赤道，甚至南半球上空。
由于把注意力集中在这份报告中所讨论的尚未下结论的问题上，约翰·马多克斯给人留下的印象是，他早先的怀疑已被证实。
爱德华·泰勒和约翰·马多克斯并不是核冬天仅有的怀疑派。虽然TTAPS小组的报告在1983年华盛顿会议上受到参与辩论的美国和苏联科学家热烈地赞同，但理查德·特科、保罗·埃利希和尤里·果利特森于1984年11月在牛津对一些英国科学家所作的报告的结论却是不同的。虽然没有一个持异议的人曾亲自作过任何具体的测算，但许多英国科学家好像都对核冬天持否定态度。从总的方面来讲，英国科学家对核冬天效应虽不如美苏两国科学家那么积极关注，然而，有一些特别是在反对核武器科学家小组主持下进行的工作是干得极为出色的。几篇很有价值的有关核冬天的报告，有的出自于奥彭大学克里斯托弗·梅宵迪恩、欧文·格林、迈克·彭兹之手；有的是我的同事伦敦玛丽女王学院的伊恩·珀西沃以及其他人写的。
在这一章里，我将充分利用上面所提及的美国国家科学研究会的报告，对核冬天预测中不可靠之处进行讨论。美国国家科学研究会由美国全国科学院和美国全国工程学会组成，受美国国防部的委托调查核战争对气候的影响。这项调查有18位科学家参加，由哈佛大学的乔治·卡里尔负责。他们对所设想的最有可能出现的核战争情景进行了仔细的阐述。他们说服空气物理学家和气候学家使用电子计算机程序来检验核战争的后果。他们的调查报告长达200页左右，立论严谨，观点鲜明。
核战争的构想
在核战争后气候是否会发生剧变，显而易见，将在很大程度上取决于战争的规模和形式。北大西洋公约组织现行的战略计划，就包含着以战术核武器回敬苏联坦克对西德的入侵。虽然官方的方针认为核战争的升级可以控制在任何特定的级别上，但很少有战略家真正相信这一点可以办到。局势紧张时，事态发展得迅速异常，一旦任何一方决定使用核武器，双方很难不全力以赴地给对方的武器进行先发制人的摧毁性打击。
不幸的是，由于许多重要的军事目标都靠近城市或市区，因此，对这些军事目标的攻击就等于对北约和华约国家大多数城市发动一场全面进攻。所有研究全面核战争影响的努力在这一点上都是一致的，即世界现存的5万枚原子武器中，有相当大的部分将会用于战争，其总爆炸力为130至150亿吨当量。TTAPS小组以50亿吨当量作为他们研究的基线，并且也考虑了在一场核战争中100亿吨当量爆炸力所能产生的影响。发表在瑞士皇家科学院《环境》杂志上的一篇论文作出的设想为57亿吨当量。加利福尼亚州劳伦斯·利弗莫尔国家实验室计算时采用的数据为53亿吨当量。美国国家科学研究会报告所采用的基线数字定得高一些，为65亿吨当量，他们认为采用这个数字是充分考虑有些武器失灵，另一些会被贮存起来这一情况。
尽管对一场核战争中超级大国之间可能使用的总爆炸当量的看法非常一致，然而这些研究之间也还存在一些重大分歧。TTAPS小组认为威力达1000万吨当量的武器很少能用于战争。美国国家研究学会则指出，美国和苏联都在提高弹头的精度和更换导弹有效负载，以获得数量较多而威力较小的弹头。这些武器的当量都不会超出150万吨。巡航导弹的出现加速了弹头小型化的趋势。国家科学研究会提出的意见是，“除非目前的趋势发生逆转，否则到1985年，不论美国还是苏联，即使要部署威力为几百万吨当量的核武器，数量也可能是极少的。”
在被当作“地爆”或“空爆”的武器比例方面也存在分歧。在TTAPS小组的基线研究中，虽然他们也研究从0到100的不同比例的效应，但他们认定的“地爆”的核弹的比例是57％。国家科学研究会则估计“地爆”的核武器仅为25％。他们是通过以下假设得出这个数字的，核武器主要用于进攻军事目标、导弹仓库、导弹基地、指挥部、控制中心、通讯和情报设施等。作为第二重要目标，他们认为是维持军事力量的经济基础，如军工厂、炼油厂、油库、发电厂、主要交通和运输枢纽等，也均会被列为攻击对象。他们假设城市本身不会成为轰击目标，并假设所采取的爆炸方式也是以摧毁军事目标为目的，而并非要造成最大伤亡。因此，他们规定攻击一座导弹仓库和其他“坚固”目标（也就是用混凝土等加以保护的目标），用一枚“地爆”核弹。
国家研究委员会提出的几种略有不同的假设产生了两种结果。第一，由于“地爆”的核弹较少，被抛入地球大气层的尘埃亦会减少。然而，由于尘埃在核冬天效应中并不起关键作用，这种减少对后果不会有多大改变。第二，正是由于“地爆”对造成放射尘埃危害起重要作用，国家研究学会估算的放射尘埃造成的伤亡比起TTAPS小组所描绘的要小一些。国家研究学会没有承担估价一场核战争所产生的生物影响的工作，所以他们不去考虑所造成的伤亡，尽管他们极力主张应该使用他们的基线方案来进行这项工作。即使对所使用的武器的性质作的估计有所修改，其带来的伤亡也仍然是相当可怕的。
国家科学研究会证实了TTAPS小组的断言：造成核冬天效应的主要因素是城市大火产生的浓烟。这样，用数量少得多的核弹，以市区为目标进行轰炸，其带来的后果与65亿吨当量的核能释放造成的后果差不多一样严重。 TTAPS小组考虑的情况是，以1000枚每枚为10万吨当量、总量相当于1亿吨当量的核武器，全部用来攻击市区目标的一次袭击。设想像英国和法国那样算不上核大国的国家已近乎拥有进行这种攻击的能力，人们就会不寒而栗了。
国家科学研究会还考虑了比基线方案更严重的设想，在这一设想中包括另外100枚，每枚2000万吨当量的“地爆”，总当量达到了85亿吨，这些核武器可用于进攻“超坚固”的目标。这些额外增加的大型炸弹带来的后果，使大气尘埃远远超过国家科学研究委员会提出的基线方案所产生尘埃的数量。
核战争产生的烟尘数量
核爆炸所产生的尘埃数量在很大程度上取决于爆炸时火球是否接触地面。对100万吨当量的爆炸来讲，如果引爆高度高于两英里，这就意味着散开的尘埃便会迅速下降。因此，破坏性最大的“空爆”也只会卷起少量的尘埃。据估计一次“地爆”后升入固定云层中的尘埃量为每100万吨爆炸当量产生20万吨到50万吨尘埃。国家科学研究会认为可能性最大的尘埃数量是每100万吨当量产生30万吨尘埃，这正好与TTAPS小组的估计是一致的。国家科学研究会对升入大气层的尘埃总量估计为3。3亿吨至8。25亿吨，比TTAPS小组估计的9。6亿吨低许多。这正好反映了国家科学研究会认为“地爆”所占比例较小的假设。
然而，在国家科学研究会的85亿吨当量的设想中，又有4亿到10亿吨尘埃将被抛入大气层，并且，几乎所有这些尘埃都将直接卷入同温层。
要估计一场全面核战争所产生的浓烟数量更加困难。毫无疑问，核战后，会发生熊熊烈火。但大火将蔓延到哪些地区，城乡的易燃物有多少会转化为浓烟，以及烟粒子冲出核蘑菇云的速度和规模等是无法确定的。联邦德国马克斯－普拉恩克化工学院的鲍尔·克鲁兹，是第一个把世界的注意力引向核战争产生的浓烟会对气候产生极大影响的人。他在一篇发表在瑞士皇家科学院《环境》杂志上的文章里，估计57亿吨当量的核战争将产生3。4亿吨浓烟。这比TTAPS小组在基线方案中所估计的2。25亿吨要高得多。国家科学研究会估计，他们的最低方案中，65亿吨当量的爆炸可以产生高达1。8亿吨的浓烟。然而，由于存在许多不可靠因素，他们认为浓烟数量可能在2000万吨到6。5亿吨的范围之内变化。这正是国家科学研究会建议从事广泛研究的诸多方面内容之一。这样，人们对核战争中可能发生的城市以及森林、荒野火灾等便可能有更深的了解和认识。只有浓烟数量处在国家科学研究会所估计的范围内偏低的一端，比如少于5000万吨时，才可能避免对气候造成重大影响。因而，几乎在国家科学研究会估计的整个数位范围内，都可能发生严重的后果。烟尘会上升多高，它们又会停留多久？
在对核冬天的可能性进行估计时，实际上我们关心的只是那些体积不到1微米（1／1000毫米）的尘烟微粒，因为正是这些微粒最有效地吸收和散射了阳光。
甚至在大气核实验的初期，就通过有人和无人驾驶飞机从核烟云中收集到炸弹碎片标本。使用无人驾驶飞机的优点在于在原子弹爆炸后几小时内便可以采集到核烟云标本。进行了这些研究，一场核爆炸中被掀入大气层的尘埃微粒的分布便可以�
