Время нахождения сажи в тропосфере оценивается по-разному, но обычно оценка от нескольких месяцев до 10 лет. Есть также и альтернативные теории о том, какое воздействие окажет ядерная война на климат, например, о том, что за счёт парникового эффекта от сгоревшего углерода и образования окислов азота и их влияния на озоновый слой температура Земли на самом деле резко повысится.
Внезапные и длительные похолодания не обязательно означают человеческое вымирание. Это следует из того, что, например, Финляндия имеет примерно десятилетний запас еды плюс топливо в виде лесов, печи и навыки вживания при зимних температурах. Чтобы действительно убить всех людей, ядерная зима должна длиться более ста лет с антарктическими температурами, и то этого может быть недостаточно, с учётом человеческой способности приспосабливаться. (Если считать, что ядерная зима будет единственным неблагоприятным фактором, что неверно.)
Наиболее современные исследования климатических последствий полномасштабной ядерной войны опубликованы в статье Алана Робока с соавторами «Ядерная зима в современной модели климата при существующих ядерных арсеналах: последствия по-прежнему катастрофичны» . Статья содержит обзор предыдущих исследований и разумные варианты ожидаемого выброса сажи. Расчет выполнен на основании современной метеорологической модели, проверенной на других приложениях. В результате получается, что при полномасштабной войне современными (то есть сокращёнными со времён холодной войны) ядерными арсеналами среднее снижение температуры по всей Земле составит около 7 градусов в течение нескольких лет, а последствия ядерной зимы будут ощущаться около 10 лет. Время очищения (в е раз) верхней тропосферы от сажи составит 4,6 лет. При этом над континентами снижение температуры составит до 30 градусов, и в частности, над Украиной не будет положительных температур в течение трёх лет. Это сделает невозможным ведение классического сельского хозяйства почти по всей Земле в течение нескольких лет. С другой стороны, над тропическими островами (Куба, Мадагаскар, Шри-Ланка) снижение температуры составит только несколько (5-7) градусов. Очевидно, что значительное число людей могли бы пережить такое похолодание, однако при этом начнётся такая борьба за оставшиеся ресурсы, которая повысит риски дальнейших катастроф. Серия крупных вулканических извержений (вулканический пепел уходит из тропосферы с характерным временем в 1 год) могла бы дать такой же эффект.
Учитывая неопределенность в моделях, а также возможность затяжной ядерной войны и других причин затемнения атмосферы можно предположить следующие теоретические варианты ядерной зимы:
1) Падение температуры на один градус, не оказывающее значительного влияния на человеческую популяцию. Как после извержения вулкана Пинатубо в 1991 году.
2) «Ядерная осень» – несколько лет температур, пониженных на 2-4 градуса, неурожаи, ураганы.
3) «Год без лета» – интенсивные, но относительно короткие холода в течение года, гибель значительной части урожая, голод и обморожения в некоторых странах. Это уже происходило после крупных извержений вулканов в VI веке нашей эры , в 1783г, в 1815г.
4) «Десятилетняя ядерная зима» – падение температуры на всей Земле на 10 лет на 30-40 градусов. Этот сценарий подразумевается моделями ядерной зимы. Выпадение снега на большей части земли, за исключением некоторых экваториальных приморских территорий. Массовая гибель людей от голода, холода, а также оттого, что снег будет накапливаться и образовывать многометровые толщи, разрушающие строения и перекрывающий дороги. Гибель больше части населения Земли, однако миллионы людей выживут и сохранят ключевые технологии. Риски – продолжение войны за тёплые места, неудачные попытки согреть Землю с помощью новых ядерных взрывов и искусственных извержение вулканов, переход в неуправляемый нагрев ядерного лета. Однако даже если допустить этот сценарий, окажется, что мирового запаса рогатого скота (который замёрзнет на своих фермах и будет храниться в таких естественных «холодильниках») хватит на годы прокорма всего человечества, а Финляндия, как уже говорилось, имеет стратегический запас еды (зерна) на 10 лет.
5) Новый ледниковый период. Получается из предыдущего сценария за счёт того, что отражающая способность Земли возрастает за счёт снега, и начинают нарастать новые ледяные шапки от полюсов и вниз, к экватору. Однако часть суши у экватора остаётся пригодной для жизни и сельского хозяйства. В результате цивилизации придётся радикально измениться. Трудно представить огромные переселения народов без войн. Много видов живых существ вымрет, но большая часть разнообразия биосферы уцелеет, хотя люди будут уничтожать её ещё более безжалостно в поисках хоть какой-либо пищи. Люди уже пережили несколько ледниковых периодов, которые могли начаться весьма резко в результате извержений сверхвулканов и падений астероидов.
6) Необратимое глобальное похолодание. Оно может быть следующей фазой ледникового периода, при развитии событий в наихудшем случае. На всей Земле на геологически длительное время устанавливается температурный режим, как в Антарктиде, океаны замерзают, суша покрывается толстым слоем льда. (Или как на Марсе – холодная сухая пустыня. Кстати, если все парниковые газы из атмосферы Земли исчезнут, то равновесная температура поверхности составит минус 23 С.) Только высокотехнологичная цивилизация, способная строить огромные сооружения подо льдом, может пережить такое бедствие, но такая цивилизация могла бы, вероятно, найти способ обратить вспять этот процесс. Жизнь уцелеет только около геотермальных источников на морском дне. Последний раз Земля вошла в это состояние примерно 600 млн. лет назад, то есть до выхода животных на сушу, и смогла выйти из него только благодаря накоплению СО в атмосфере . В то же время за последние 100 000 лет было четыре обычных оледенения. Наконец, в случае, если бы Солнце вообще перестало светить, наихудшим исходом было бы превращение всей атмосферы в жидкий азот, что выглядит абсолютно невероятным.
Хотя варианты 5 и 6 относятся к самым маловероятным, они несут в себе наибольший риск. Эти варианты могли бы быть возможны при экстраординарно большом выбросе сажи и при наихудшем раскладе неизвестных нам природных закономерностей.
Если бы некая сила задалась целью устроить ядерную зиму нарочно, то она может её организовать, взорвав водородные бомбы в каменноугольных шахтах. Это, возможно, даст неизмеримо больший выброс сажи, чем атака на города. Если установить водородные бомбы с таймером на разные сроки, то можно поддерживать ядерную зиму неограниченно долго. Теоретически, таким образом можно достичь устойчивого состояния «белого холодного шарика», отражающего весь солнечный свет, с полным вымерзанием океанов, которое станет самоподдерживающимся состоянием. С другой стороны, когда сажа осядет, Земля, возможно, окрасится в чёрный свет, и её способность нагреваться в солнечных лучах резко возрастёт. Такое ядерное лето тоже может принять необратимый характер (с учётом остальных факторов глобального потепления) с переходом в «венерианскую» фазу нагрева. Есть и другие факторы, которые могут привести к ядерному лету после или вместо ядерной зимы, например, выброс большого количества парниковых газов при взрывах. Ядерное лето гораздо опаснее ядерной зимы, так как человек легче переносит охлаждение, чем нагрев (то есть, если принять комнатную температуру за 20 градусов, то человек вполне переносит мороз на улице в минус 50, то есть на 70 градусов ниже, но сможет выдержать подъём температуры не более чем, на 30 градусов, то есть не больше 50 ;С на улице). Кроме того, системы обогрева работают индивидуально (лес + печка), а холодильники требуют наличия устойчивой централизованной инфраструктуры (производство холодильников + электроэнергия). Хранение продуктов питания при резком потеплении станет невозможно – они сгниют и сгорят. Поэтому, если у человечества будет выбор, то ему следует выбирать глобальную зиму, а не глобальное лето.
Инициация извержения сверхвулкана с помощью ядерного оружия также приведёт к аналогу ядерной зимы – к вулканической зиме. Опасны попытки людей исправить ситуацию с помощью искусственной ядерной зимы или искусственного ядерного лета, которые могут только усугубить проблемы за счёт перехода климата в режим раскачки, по модели запаздывающего управления фон Неймана.
Обращу внимание на то, что точная вероятность и продолжительность ядерной зимы и её последствий невычислима по причинам, которые обсуждаются в главе «невычислимость». Это происходит, потому что мы по определению не можем поставить эксперимента, а также точно определить, насколько Моисеев и Саган были заинтересованы преувеличить опасность ядерной зимы, чтобы избежать войны. То есть хотели ли они создать само-несбывающееся пророчество.