Читать «Озонные дыры и гибель человечества» онлайн - страница 365

Ученые пытались выяснить, может ли струя воздуха с дымом от наземного пожара достигнуть стратосферы. Для того, чтобы провести такие расчеты, надо задать определенные исходные величины (начальные условия). Тропосфера над экватором простирается значительно выше (до 18 км), чем над высокими широтами (до 11 км). Выше тропосферы находится стратосфера. В расчетах исходили из того, что в начальный момент струя имела в поперечнике 1 км, а вертикальная скорость воздуха равнялась 20 м в секунду. Считалось, что температура горячего воздуха в струе превышала температуру воздуха в соседних областях (ненагретого) на 100, 200 и 300 °C (три варианта). Такие условия создаст источник тепла с мощностями приблизительно 0,9; 1,85 и 2,8 × 10⁹ кВт. Если взять мощность самую большую из этих трех, то получится, что горячий воздух с дымом поднимется вверх выше тропосферы, то есть в стратосферу (на 12 км и даже выше).

Главный вывод состоит в том, что дым от ядерного пожара поднимется в стратосферу. Для этого мощность источника должна составлять (1–2) × 10⁹ кВт. Такая мощность соответствует мощности, выделяемой при лесном пожаре, который охватывает площадь в 10 квадратных километров и когда скорость горения составляет 3–5 г/(м^2.с). Это случай полного выгорания леса (всей древесины) на указанной площади в течение двух-трех часов. При обычных пожарах так быстро лес не горит.

При сгорании древесины выделяется влага, она превращается в пар и облегчает процесс подъема воздуха в конвективных потоках за счет выделения тепла конденсации. Дело в том, что вертикальная скорость воздуха в струях, которые распространяются во влажной атмосфере, примерно в два раза больше, чем в сухой атмосфере. Потолок струи метеотрона в стандартной насыщенной влагой атмосфере составил приблизительно 6 км по сравнению с 2 км для сухой атмосферы при той же мощности источника.

Приведем еще некоторые цифры. Ученые рассчитали (моделировали) процесс пожара в большом городе, исходя из того, что на площади размерами в 8 км (в поперечнике) плотность выхода тепловой энергии составляла сто тысяч ватт на каждый квадратный метр. Для всей площади в сумме это равно пять миллионов мегаватт. Для сравнения скажем, что это втрое больше, чем было в случае пожара в Гамбурге летом 1943 года. При этих условиях дым поднимается до высоты 12,1 км, то есть он достигает стратосферы. По оценкам других ученых, эта высота равна 14 км, при этом 44 % дыма достигает стратосферы. Расчеты применительно к условиям пожара в Гамбурге дают высоту подъема струи равной 9 км. В принципе такую же величину сообщали и наблюдатели (7 —12 км).

Интенсивность ядерных пожаров будет разной. Поэтому и дым от каждого пожара будет подниматься на некую свою высоту. Больших пожаров будет больше, и дым от них будет заноситься в стратосферу.

Еще одно обстоятельство будет содействовать дыму ядерных пожаров подняться в стратосферу. Это обстоятельство связано с тем, что задымленная атмосфера не только рассеивает солнечное излучение, но и поглощает его. Поэтому она неизбежно нагревается. Значит, температура задымленного воздуха будет выше, и он будет подниматься вверх. Другими словами, плавучесть воздуха с дымом увеличится. В результате этого дым от ядерных пожаров будет достигать высоты 30 км.