زمستان هستهای به روایت محاسبات جوی - 2

این اطلاعات در مدل تابشی ـ همرفتی یک‌بعدی گنجانیده می‌شود که ژرفای نوری قائم و انتقال تابشی جو را در گستره مرئی و فروسرخ حساب می‌کند. (ژرفای نوری، نمایی است که تضعیف تابش خورشیدی با ژرفا را در جو معین می‌کند.) تورکو و همکارانش فرض کرده‌اند که دوده و غبار، یکنواخت و آنی برفراز سراسر نیم‌کرۀ شمالی توزیع می‌شود. سگن می‌گوید که چنین توزیع یک‌نواختی به خوبی می‌تواند نمایانگر شرایط چند هفته پس از تبادل هسته‌ای باشد و برای نمونه به این نکته اشاره می‌کند که ابر ناشی از آتشفشان الچیکون، طی دو هفته کرهٔ زمین را دور زده بی‌آنکه پوشش ابری گسستگی‌هایی برجای گذاشته باشد. در مدل TTAPS گنجایش گرمایی سطح زمین نزدیک به صفر است و اثر تغییردهندۀ اقیانوس‌ها گنجانیده نشده است. از روی ژرفای نوری، گروه TTAPS توزیع دما را به عنوان تابعی هم از زمان و هم از ارتفاع، پیش‌بینی کرده است. این محاسبه‌ها نشان می‌دهد که دما در تروپسفر زیرین بیش ازk30 افت می‌کند، در حالی که دماهای استراتسفری تا 90k افزایش مییابد و این تغییرات بیشینهای دما ۴۰ روز پس از تبادل هستهای روی میدهد. در این مطالعه تولید ریزش پرتوزا و اکسیدهای ازت نیز بررسی شده است. طبق طرح اصلی، دما k35 به زیر دماهای جانبی پایین میرود و سه ماه در زیر انجماد میماند. در طرح دیگری با همان قدرت ولی با انفجارهای هوایی کمارتفاع، افت دما شدیدتر است. این طرح شمار بیشتری از انفجارهای فراز شهری را در برمیگیرد، و ازاینرو، دودهٔ گرافیت بیشتری با جذبندگی زیاد تولید میشود. با این همه، شرایط اقلیمی خیلی زود بهتر میشود، زیرا غبار اندکی به استراتسفر رانده میشود (مکانیسمی که علت دیرپایی اثرهای اقلیمی است.) طرح سوم نمایشگر تأثیر غبار است، بدون آتش‌سوزی. منحنی چهارمی نیز وجود دارد که نشانگر نتایج حمله‌ای است با هزار کلاهک هسته‌ای KT ۱۰۰، که همگی مرکز شهرها را آماج خود می‌سازند. شدت شگفت‌آور پیش‌بینی شده در این طرح بازتابی است از اثر دود شهری. وزن سوخت در اینجا دو برابر آن است که در طرح اصلی برای مرکز شهرها، و در حدود شش برابر آن است که برای منطقه‌های شهری و حومهٔ شهری میانگین به کار رفته است. به نظر گروه TTAPS سناریوی اخیر نشان می‌دهد که اثرهای اقلیمی در مقیاس بزرگ، می‌تواند از حمله‌های هسته‌ای روی شهرها در مقیاس ناشی شود، اگر چه مسلما قدرت واقعیتی که فراتر از آن پیامدهای شدید خاصی نتیجه می‌شود به خود طرح بستگی دارد.
مدل‌های دوبعدی و سه بعدی
البته، مدل یک‌بعدی که تورکو و همکارانش به‌کاربرده‌اند، مدل بسیار ساده شده‌ای است از رفتار واقعی جو. این مدل نمی‌گوید که ابر دوده و غبار چگونه ممکن است گسترش بیابد، و نمی‌گوید که چگونه می‌تواند در نقش‌های گردش عمومی و میزان بارش اثر بگذارد. اگر خرده‌های هسته‌ای، به جای گسترش یکنواخت، به صورت یک خوشه چگال درآید، اثرهای میانگین‌گیری شدهٔ آن روی تمام کره امکان دارد آشکارا کمتر باشد، به‌ویژه ازاین‌رو که تغییر تضعیف خورشیدی با ژرفای نوری نمایی است و نه خطی. به‌علاوه انتظار می‌رود وجود اقیانوس‌ها، بالختی گرمایی که دارد، شدت اثراقلیمی را، دست‌کم نزدیك زُنهای کرانه‌ای، کاهش دهد. در واقع، طبق برآورد TTAPS، اگر اثرهای اقیانوسی در نظر گرفته شود، افت‌هایی که برای دما پیش‌بینی شده است امکان دارد تا ۳۰٪ در میانهٔ قاره‌ها و تا ۷۰٪ در امتداد کرانه‌ها کاهش یابد. به‌خاطر این نارسایی‌ها در مدل یک بعدی، چندین گروه پژوهشی دیگر مدل‌های موجود دوبعدی و سه‌بعدی اقلیم را، که اثرهای اقیانوس و توده‌های خشکی را نیز در برمی‌گیرد، اصلاح کرده‌اند و درون‌دادهایی به کار برده‌اند همانند آنچه در طرح اصلی گروه TTAPS به‌کار رفته است. حساب‌های این گروه‌ها روی‌هم‌رفته با نتیجه‌هایی که از مدل یک‌بعدی به دست آمده است، دست کم برای شرایط تابستانی فراز قاره‌ها، سازگار است.
مایکل ملی کرکن (از آزمایشگاه لورنس لیورمر) فرض کرده است (مک کرکن) که دود و غبار هسته‌ای در چهار نقطه به جو تزریق می‌شود و از آنجا طبق نقش دوبعدی گردش سطحی (جهانیِ) از پیش تعیین شده‌ای گسترش می‌یابد. این نتایج پاره‌پارگی قابل‌توجهی را نشان می‌دهد. در این بررسی، چینش باد که منجر به پخش مواد می‌شود نادیده گرفته شده، و مک کرکن در مدلی که متغیرهای آن عرض و ارتفاع است، کاهش دما را برای حالتی که از ابرهای دود در امتداد طول میانگین گرفته شده است حساب کرده و افتهای ۱۰ تاk15 را،که روى توده‌های کرانه‌ای میان قاره‌ای، هر دو، میانگین‌گیری شده، پیدا کرده است که، به نظر او، با محاسبات گروه TTAPS سازگار است: کاهش اخیر بیشتر نمایانگر مقدار میان‌قاره‌ای است که اثر کاهش‌هندۀ اقیانوس‌ها در آن منظور نشده است.
دانشمندان شوروی نیز در محاسبه پیامدهای زیست‌محیطی جنگ هسته‌ای کوشا بوده‌اند. آلکساندروف و استنچیکوف (از مرکز کامپیوتری آکادمی علوم مسکو) مدل اقلیم خود را برای آزمودن اثرهای خرده‌های جویی که در طرح اصلی TTAPS مطرح می‌شود، اصلاح کرده‌اند. دانشمندان شوروی نتایج خود را در گردهمایی واشنگتن در اکتبر گزارش دادند. اینان فرض کرده‌اند (الکساندروف، و استنچیکوف) که ابر خرده‌های زاییده از انفجار هسته‌ای برفراز نیمکرهٔ شمالی یکنواخت توزیع می‌شود، و آنگاه، تأثیر چنین ابری را روی نقش‌های جهانی گردش عمومی جو بررسی کرده‌اند. در این مطالعه، دوده باعث تغییر نقش‌های گردش عمومی می‌شود ولی با آن‌ها انتقال نمی‌یابد. این مدل شامل یک مدل دو ترازی گردش عمومی تروپسفر و یا مدل ترمودینامیکی لایه‌های زیرین اقیانوس در شبکه‌ای به ابعاد ◦۱۲ عرض و ◦۱۵ طول است. چون این مدل اصلی گویای فرآیندهای دینامیکی استراتسفر نیست، الکساندروف و استنچیکوف نمایشی از تأثیر آن‌ها را نیز در مطالعه این مسئله ویژه افزوده‌اند. نتایج آن‌ها نشان‌دهندهٔ تغییر قابل‌توجهی در افت‌های دماست، به گونه‌ای که پس از ۴۰ روز، دما از مقدار عادی در برخی جاها تاK ۵۶ زیر دمای عادی در جاهای دیگر گسترش دارد.
در مرکز پژوهش‌های جوی امریکا، استارلی تامسون، استفن شنایدر، کرت کووی و ربرت چروین، با مدل گردش عمومی سه ‌بعدی خود، به مطالعه همانندی درباره تأثیر دوده و غبار با گسترش یکنواخت از ◦۳۰ تا ◦۷۰ عرض شمالی، پرداخته‌اند. برخلاف کار روس‌ها، اینان با طرحی اندک متفاوت آغاز می‌کنند و شبکه‌ای ریزتر به کار می‌برند. با این همه، نتایج آن‌ها از دید کیفی خیلی همانند دستاوردهای گروه شوروی سابق است (تامسون، و دیگران ). گرمایش جو در بهار می‌تواند نقش‌های گردش عمومی بهنجار را دگرگون سازد. اما در ژانویه، مدل مرکز پژوهش‌های جوی (NCAR) اثر بسیار کوچکی روی نقش‌های گردش عمومی نشان می‌دهد. بخشی از سازگاری میان تمام این شبیه‌سازی‌های کامپیوتری می‌تواند بازتاب فرض‌های درون‌دادِ تقریبا مشترک باشد.