От марсианских пылевых бурь к «ядерной зиме»: история исследований в ИФА РАН

В последние годы продолжается научное осмысление гипотезы «ядерной зимы». В 2023–2025 годах д. ф.-м. н. А. С. Гинзбург  — зав. Лабораторией математической экологии ИФА РАН и непосредственный участник этих исследований  — опубликовал самостоятельно и в соавторстве серию обзорных и историко-научных работ. В них реконструируется история изучения возможных климатических последствий ядерной войны и подробно рассматривается вклад советских учёных  — прежде всего академика Г. С. Голицына и его коллег из ИФА АН СССР.

Ядерная зима  — предполагаемое масштабное и продолжительное похолодание, вызванное ослаблением солнечного излучения у поверхности Земли дымовым аэрозолем массовых пожаров, возникших вследствие ядерной войны.

Одним из ключевых центров изучения этого явления в 1980-е годы стал Институт физики атмосферы АН СССР.

Физические предпосылки этих исследований формировались задолго до появления самого термина «ядерная зима». Г. С. Голицын изучал динамику планетных атмосфер, А. С. Гинзбург  — радиационный режим поверхности и запылённой атмосферы Марса. Исследования марсианских пылевых бурь позволили оценить, как присутствие аэрозоля изменяет распределение солнечного нагрева между атмосферой и подстилающей поверхностью.

На основе этих работ в ИФА была построена простая аналитическая модель похолодания, которое может возникнуть вследствие крупномасштабных пожаров при массовом применении ядерного оружия. Основной механизм связан с поглощением солнечного излучения дымовым аэрозолем: содержащий его атмосферный слой нагревается, тогда как поступление солнечной энергии к поверхности сокращается, вызывая её охлаждение.

В 1982 году П. Крутцен и Дж. Биркс рассмотрели возможное масштабное задымление атмосферы после ядерной войны, назвав свою работу «Сумерки в полдень». В 1983 году американская группа TTAPS ввела в научный оборот термин «ядерная зима». В том же году были опубликованы первые результаты советских исследований, выполненных в ИФА и Вычислительном центре АН СССР.

Эти научные направления дополняли друг друга. Г. С. Голицын и А. С. Гинзбург разрабатывали физические модели и исследовали природные аналоги предполагаемого явления. В. В. Александров и Г. Л. Стенчиков в Вычислительном центре АН СССР проводили численные эксперименты с использованием модели общей циркуляции атмосферы. Позднее Г. С. Голицын назвал теорию «ядерной зимы» «определённым прорывом в нашей области науки»  — физике атмосферы.

Одним из основных источников неопределённости оставались оценки количества дыма, образующегося при пожарах, а также его микрофизических и оптических свойств. По инициативе Г. С. Голицына и академика И. В. Петрянова-Соколова на Звенигородской научной станции ИФА была создана специальная аэрозольная камера объёмом 60 м³.

В 1985–1986 годах сотрудники ИФА и Научно-исследовательского физико-химического института им. Л. Я. Карпова провели комплексные исследования дымового аэрозоля, образующегося при горении древесины, торфа, нефтепродуктов, резины, полимерных материалов и их смесей. Учёные измеряли распределение частиц по размерам, характеристики поглощения и рассеяния излучения и другие параметры.

Эксперименты позволили уточнить свойства дыма, необходимые для оценки его климатического воздействия. Результаты были опубликованы в 1988 году в специальном выпуске журнала «Известия АН СССР. Физика атмосферы и океана». Параллельно изучались крупные лесные, торфяные и городские пожары  — природные и исторические аналоги отдельных процессов, способных определять развитие ядерной зимы.

Современные публикации А. С. Гинзбурга и его соавторов возвращают к этой истории не только как к важному этапу развития физики атмосферы. Они показывают, как исследования планетных атмосфер, климатическое моделирование и лабораторные эксперименты сформировали научную основу для оценки глобальных рисков и обсуждения ответственной политики в ядерной сфере.

Подробнее читайте в статьях:

• Гинзбург А. С. Разноцветные планеты, хвост кометы и «ядерная зима» // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2018. Т. 54. № 3. С. 310–320.
• Гинзбург А. С., Самойловская Н. А. Гипотеза «ядерной зимы» и ответственная политика в ядерной сфере // Международная аналитика. 2023. Т. 14. № 4. С. 149–160.
• Гинзбург А. С. Развитие теории «ядерной зимы» в работах Г. С. Голицына и его коллег в 80-е годы XX века // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2025. Т. 61. № 1. С. 23–46.
• Гинзбург А. С., Лебедев М. А. К семидесятилетию Манифеста Рассела–Эйнштейна. Климат и экология в фокусе Пагуошского движения учёных // Фундаментальная и прикладная климатология. 2025. Т. 11. № 3. С. 287–315.