在人类历史上，核武器仅在战争中实际运用过一次。但是，它却长期作为最具威慑力的暴力工具而成为了各国军事政治博弈的重要棋子。人们从未停止对核战争的担忧，因为他们发现，这种毁灭性力量威慑的不仅是对手，而是全人类的共同命运。
图源：Ilja Nedilko
上世纪80年代，分割世界长达三十余年的冷战格局终于走向了尾声。与此同时，世界范围的反战运动也逐渐达到了高潮，人们渴望建立起新的和平秩序。在这样的背景下，1983年12月，五位美国科学家第一次系统提出了“核冬天效应”理论。这五位科学家分别是R.P. Turco, O.B. Toon, T.P. Ackerman, J.B. Pollack 和Carl Sagan，人们根据其姓氏首字母将他们称为“TTAPS”小组。
在该理论中，TTAPS小组假设了一个在地球北半球进行的大规模核战争场景，以美苏核武库中40％的核武器（约50亿吨当量）为规模模拟了核战争。他们根据地球大气层的二维简化模型计算并预言了核冬天效应，称：核战争将使9.6亿吨微尘和2.25亿吨黑烟进入大气平流层并滞留数天至一年，这种烟尘会令北半球内陆地区的地表温度下降到-15℃到-25℃范围内，届时北半球将进入七月飘雪、暗无天日的“核冬天”。在反战思潮的推动下，这一结论迅速传播开来，其巨大影响力直接推动了裁核、反核等运动的发生。
2010年印尼锡纳朋火山爆发，大量烟尘被喷往空中
图源：Yosh Ginsu
但是，核冬天理论在学术上一直具有争议。部分科学家认为核冬天的预测方向虽没问题，但其预言的气候变化不会这么严重，最多只能达到“核秋天”的标准。更有甚者，如氢弹之父Edward Teller，认为核冬天效应微不足道，该理论是一种不切实际的夸张。1990 年，TTAPS小组自己也对核冬天理论进行了微调。他们在Science发文，总结了自1983年来的各项“核冬天”研究，并采用三维模型重新进行了计算。他们这次预言的核冬天效应相较旧版本稍轻，但仍然坚持核冬天发生的可能。
冷战结束后，关于核冬天的研究热度有所降低，争议也一直保留了下来。毕竟，想要借助理论研究弥平争议并非易事，但就此后的系列研究来看，大多数成果都支持核冬天理论的基本预测，但是在严重程度上各有不同。另一方面，一些科学家转而寻求在广度上拓宽关于核战争影响的研究，他们尝试从更复杂的生态环境、作物生产等方面演算核战争的负面影响，丰富“核冬天”的理论内涵。2007年7月，美国发表了两份关于地区核冲突对全球气候和社会影响的报告。第一份报告设定印巴核冲突为假想情景，以150 万吨当量的核武器为战争规模，并预言该战争将导致全球气温在3到4年内平均下降1.25℃，使北美、亚、欧等地区的作物全部面临大规模减产。第二份报告则模拟了不同当量规模的核战争，并指出其可能导致地球产生“类冰河时期”的效应。
最新的研究来自于路易斯安那州立大学海岸海洋科学系教授Cheryl Harrison的团队[1]，她和同事进行了多次计算机模拟，以当今的核战争能力为基准，模拟了地区规模乃至全球规模的核战争将给地球带来的影响。
最直接的影响仍然是气温。在核冬天的理论模型里，核风暴会将微尘和烟雾大量释放到高层大气，从而阻隔太阳传来的辐射，致使地球大规模降温。在本次研究中，研究人员以美俄核冲突为背景，模拟了4400枚十万吨级核弹头轰炸城市和工业区的战争场景。研究人员预测，这会导致超过150万吨的烟雾和超过1.5亿吨的碳颗粒进入高层大气。在核战争爆发后的第一个月，全球平均气温将下降约13华氏度（合约7.2℃），比上一个冰河时代的气温（约6℃左右）变化更大。
Cheryl Harrison教授在核威胁倡议会上发言
图源：Matt Mendelsohn, NTI
这种气候变化是全球性的，它在世界各地都将造成灾难性的后果，因此无人能从核战争中真正幸免。“核冲突的发生地并不重要。发生地在印巴也好，在北约俄罗斯也好，只要烟尘被释放到高层大气中，它就会在全球蔓延并影响到每个人”，Harrison说。在这种气候变化里，首当其冲的便是农业。气温降低，降水减少，光照不足，会令地球上绝大多数农业生产地减产甚至绝收，造成世界范围内的粮食危机。而海洋范围内的温度骤降，尤其是从北极到北大西洋和北太平洋的部分区域，海藻将大规模死亡，造成整个海洋食物链的崩塌，在茫茫大海中引发一场“饥荒”。这些区域内绝大多数的捕鱼业和水产养殖业都将受到致命打击。
紧接着，受到负面影响的是航运业。海洋温度下降后，便难以恢复到战前状态。根据研究人员的模拟，随着地球变得越来越冷，凝结的海冰将扩大超过600万平方英里，几乎等同于整个北极圈海冰层的大小。这些新生冰层的厚度将达到1.8米左右，并封锁住包括天津、哥本哈根和圣彼得堡在内的系列世界级港口。随后，海冰将进一步扩散到其他不冻港， 为北半球的航运带来巨大负面影响。由于船只难以在短时间内应对海冰威胁，一些大城市的运输补给将面临严重的困难，比如上海这种十分依赖海运的城市。
研究合著者、罗格斯大学环境科学系的Alan Robock教授在去年曾做过另一项模拟研究[2]，以现代气候模型（包括气溶胶和一氧化氮排放等）来模拟区域性和全球性核战争对大气臭氧含量和地表紫外线水平的影响。Robock表示：“我们此前推测臭氧会因战争被破坏，进而导致地表紫外线水平增强，但另一方面，如果核战争产生的烟尘过多，它们也会在大气层中阻挡紫外线。因此我们第一次模拟计算了这个过程，量化研究了核战争所产生的烟尘量与战后紫外线水平的关系。”
日本广岛原子弹爆炸图像
根据研究，臭氧层遭受的影响是剧烈的。如果是全球性的核战争，各种因素叠加下将导致地球臭氧柱最高损失75%，整个臭氧衰退期长达15年。这样严重的臭氧层损失将导致地面的紫外线水平激增，严重威胁到地面生物尤其是人类和动物的健康安全。如果是区域性的核战争，全球臭氧柱减少量仅为25%，衰退期也相应稍短，为12年左右。但总的说来，Robock团队的计算在臭氧破坏方面的预言甚至比1983年TTAPS小组的核冬天理论更严重。而且以往的研究往往只通过温度和降水变化估计核战争对农业的影响，若加入紫外线的因素预测，那么农业将更加陷入雪上加霜的境地。
这些关于核战争的研究都显示出了地球的全球性联系，尤其是面对由火山爆发、大规模火灾或核战争等巨大扰动时这种一体化的联系更加明显。Harrison表示说：“俄乌战争对天然气价格的影响就可见一斑，它向我们展示了全球经济和供应链在区域冲突的扰动下也十分脆弱。” 而除了核战争，火山爆发等灾害产生的影响也同样具有全球性特性。Harrison指出，“我们可以避免核战争，却不可能阻止火山爆发。因此在我们进行发展设计之时，应当对这种难以避免的全球性气候影响做好准备。”
1945年8月6日、9日，美国在日本广岛、长崎两地投掷原子弹。日本法西斯主义的疯狂侵略终于完全走向败亡。法西斯的毁灭固然是全人类的重大胜利，但核武器的巨大杀伤力也震惊了全世界，一个潘多拉魔盒似乎已经打开。日本反核作家大江健三郎将核武器指斥为“人类的绝对之恶”，他写道：“在这个人类世界上，运用所谓善恶二元论进行思维的人，或许已为数不多，它已不再流行。然而，在原子弹受害者的意识宇宙里，突然显现出那个夏日的景象一一绝对的恶，而同时出现的应该还会有从那时起，与恶进行顽强抗争、力图在这个世界上恢复人类平衡的善。当原子弹爆炸的瞬间，它便成了恶的意志的象征；成为残暴的罪恶之身和最为现代化的瘟疫。”
罗素—爱因斯坦宣言
图源：Ilja Nedilko
晚年的罗素仍为反核运动奔走呼号，以至于在89岁高龄仍组织反核游行而遭到短暂监禁。在他与爱因斯坦的努力下，著名的《罗素—爱因斯坦宣言》诞生了，该宣言成为了反核运动的旗帜，得到了一众著名科学家的签名支持。爱因斯坦本人则在署名宣言的几天后溘然辞世。时至今日，这封文件依然提醒人们对核武器抱以警戒之心，不可忘却全人类所面临的共同命运。该宣言以一句格言式的呼号结尾：Remember your humanity and forget the rest！
参考文献：
[1] https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2021AV000610
[2] https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2021JD035079
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