Выбросы дыма при пожарах лесов и других экосистем

В качестве основного варианта в работах NRC, 1985 и CGB, 1984, принято, что в ходе ядерной войны леса выгорят на территории 0,25-108 км2. В первой работе (NRC, 1985) совершенно произвольно предполагается, что 40% атакованных военных целей будет расположено в лесах и 40—50%—в степях и местностях, заросших кустарником. В соответствии с анализом погодных условий, проведенным Хушке (Huschke, 1966), около 50% этих территорий в летнее время в средней или высокой степени пожароопасны. Поскольку во время ядерной войны (и по завершении ее) борьба с лесными пожарами вряд ли будет эффективной, такие пожары, однажды начавшись, могут распространиться на большие, чем в мирное время, территории. Предполагая, что возгорание произойдет везде, где энерговклад превышает 20 кал/см2 (это соответствует зоне возгорания в 250 км2/Мт), получим, что летом или осенью суммарная площадь лесов, которая может быть охвачена пожарами, без учета возможного перекрывания зон воспламенения или распространения огня, составляет 250 000 км2. Был использован и другой подход, заключающийся в оценке ущерба при атаке на районы размещения шахт МБР (2000 Мт) и другие военные цели (3000 Мт) (NRC, 1985). Районы дислокации МБР занимают 250 000 км2, из которых, согласно оценке, 50 000 км2 приходится на леса. Было принято, что лес на этой территории будет уничтожен полностью. При ударах по другим военным целям (3000 Мт) лесные пожары могут возникнуть на территории 150 000 км2. Если допустить возможность распространения огня, то суммарно в ходе ядерной войны может сгореть 250 000 км2 леса (NRC, 1985).
В работе, основанной на сценарии, опубликованном в журнале Амбио, предполагалось также, что в среднем 22% всей мощности (т. е. 1000 Мт), использованной в ядерной войне, придется на взрывы над лесами и 43%—над степями и местностями, заросшими кустарником (Galbally et al., 1983). Наиболее мощной атаке подвергнутся шахты МБР, по каждой из которых будет нанесен удар двумя боеголовками по 0,5 Мт (70% всей мощности, т. е. около 2000 Мт). На военных базах в США ракеты «Минитмен» расположены на таком расстоянии, что в среднем на территорию порядка 100—150 км2 приходится одна шахта. Если в СССР также используется такое плотное размещение шахт, то лесная территория, охваченная пожарами, может быть не более 50 000 км2. Оставшиеся 30% общей мощности, т. е. около 900 Мт, приходятся на боеголовки мощностью 0,2—0,3 Мт; они будут использованы против различных военных целей, например баз сухопутных войск, авиабаз и командных пунктов. Экстраполируя данные Хилла (Hill, 1961), включающие и оценку распространения пожаров, получаем, что после взрыва боеголовки мощностью 0,25 Мт пожар может охватить территорию площадью минимум 200 км2. Исходя из того, что будет произведено примерно 1400 взрывов, был сделан вывод (CGB, 1984), что при атаке на различные военные цели (не шахты МБР) может быть сожжено 200 000 км2 леса. Если рассмотреть возможность возникновения лесных пожаров-около городов и промышленных предприятий, то площадь лесных пожаров возрастет до 500 000 км2 (CGB, 1984). Эта оценка ощутимо уменьшается (до 100 000 км2), если принять более умеренный (и не учитывающий распространения огня) критерий выгорания, составляющий 250 км2/Мт.
В лесах умеренных широт средняя загрузка горючих материалов составляет около 20 кг/м2, из которых по предположению сгорит 20%. Это больше, чем в обычных пожарах (Сафро-нов, Вакуров, 1981), но в этой оценке учтены эффекты, обусловленные взрывной волной, и одновременное воспламенение леса на большой территории, которое может привести к сплошным пожарам. В результате, как подсчитано в обеих работах (NRCt 1985; CGB, 1984), в лесных пожарах сгорит 1015 г горючего материала на территории 250 000 км2. В среднем половина горючего материала сгорает, а половина тлеет (Chandler et al, 1963; Wade, 1980). При тлеющем горении образуется примерно в 5 раз больше частиц, чем при открытом горении (Wade, 1980). На основе главным образом обзора Уорда и др. (Ward et al., 1976) коэффициент генерации дыма (масса дыма на единицу массы горючего материала) в одной работе (NRC, 1985) был принят равным 0,03, а в другой работе (CGB, 1984) — равным 0,06. Предполагалось, что 10% дыма будет составлять аморфный элементарный углерод. Соответственно, согласно оценке первой работы (NRC, 1985), выбросы дыма и элементарного углерода в лесных пожарах будут составлять 3-1013 и 3-1012 г, а согласно оценке работы CGB, 1984,— 6-1013 и 6-1012 г. Потенциальные выбросы дыма в городских и промышленных пожарах значительно больше.