Seite 2: Veränderungen in der Atmosphäre

Nachdem Ruß in die obere Atmosphäre aufgestiegen ist, kann er dort für Monate bis Jahre bleiben und verhindern, dass direktes Sonnenlicht die Erdoberfläche erreicht und die Temperaturen sinken. In großen Höhen – 20 Kilometer und mehr in der Nähe des Äquators und 7 Kilometer an den Polen – würde der von nuklearen Feuerstürmen eingebrachte Rauch auch mehr Strahlung von der Sonne absorbieren, die Stratosphäre erwärmen und die stratosphärische Zirkulation stören.

In der Stratosphäre würde das Vorhandensein von stark absorbierenden Rußaerosolen zu erheblich erhöhten stratosphärischen Temperaturen führen. Zum Beispiel würden in einem regionalen Atomkriegsszenario, das zu einer 5-Tg-Eintrag von Ruß führt, die stratosphärischen Temperaturen nach vier Jahren um 30 Grad Celsius erhöht bleiben.

Die extreme Erwärmung der Stratosphäre in den ersten Jahren nach einem Atomkrieg würde den Verlust eines großen Teils der globalen Ozonschicht bedeuten, die Menschen und andere Lebewesen auf der Erde vor den schweren gesundheitlichen und ökologischen Auswirkungen ultravioletter Strahlung schützt.

So haben Simulationen gezeigt, dass ein regionaler Atomkrieg, der drei Tage dauert und fünf Tg Ruß in die Stratosphäre einbringt, die Ozonschicht weltweit um 25 Prozent reduzieren würde. Die Wiederherstellung würde 12 Jahre dauern. Ein globaler Atomkrieg, der 150 Tg Rauch in die Stratosphäre befördert, würde einen globalen Ozonverlust von 75 Prozent verursachen, wobei der Verlust 15 Jahre andauern würde.

Veränderungen an Land

Die Beförderung von großen Mengen Ruß in die Stratosphäre führt zu Veränderungen auf der Erdoberfläche, indem dadurch die Menge der Sonneneinstrahlung, die Lufttemperatur und der Niederschlag stark beeinträchtigt wird.

Der Verlust der schützenden Ozonschicht der Erde würde zu mehreren Jahren mit extrem ultravioletten (UV) Licht an der Oberfläche der Erde führen – eine Gefahr für die menschliche Gesundheit und die Nahrungsmittelproduktion.

Jüngste Schätzungen deuten darauf hin, dass der Ozonverlust nach einem globalen Atomkrieg zu einem tropischen UV-Index von über 35 führen würde, der drei Jahre nach dem Krieg beginnt und vier Jahre anhält. Die US-Umweltschutzbehörde hält einen UV-Index von 11 für eine "extreme" Gefahr: 15 Minuten Exposition gegenüber einem UV-Index von 12 führt zu einem Sonnenbrand bei ungeschützter menschlicher Haut.

Weltweit würde das durchschnittliche Sonnenlicht im UV-B-Bereich um 20 Prozent zunehmen. Es ist bekannt, dass hohe UV-B-Strahlung Sonnenbrand, Lichtalterung, Hautkrebs und Katarakte beim Menschen verursachen. UV-B-Strahlung hemmt auch die Photolysereaktion, die für die Blätter- und das Pflanzenwachstum erforderlich ist.

Rauch, der in die Stratosphäre aufsteigt, würde die Menge an Sonnenstrahlung reduzieren, die an die Erdoberfläche gelangt, und die globalen Oberflächentemperaturen und Niederschläge dramatisch reduzieren.

Selbst ein nuklearer Schlagabtausch zwischen Indien und Pakistan, der eine relativ bescheidene stratosphärische Belastung von 5 Tg Ruß verursachen würde, könnte die niedrigsten Temperaturen auf der Erde in den letzten 1.000 Jahren erzeugen – Temperaturen wie in der nachmittelalterlichen Kleinen Eiszeit. Ein regionaler Atomkrieg mit 5-Tg stratosphärischem Rußeintrag hätte das Potenzial, die globalen Durchschnittstemperaturen um 1 Grad Celsius sinken zu lassen.

Obwohl die Atomwaffenarsenale der USA und Russlands seit dem Ende des Kalten Krieges hinsichtlich der Anzahl und der durchschnittlichen Sprengkraft der Bomben reduziert worden sind, würde ein nuklearer Schlagabtausch zwischen diesen Staaten wahrscheinlich einen Nuklearen Winter auslösen, wobei ein Großteil der nördlichen Hemisphäre selbst im Sommer Temperaturen unter dem Gefrierpunkt ausgesetzt wäre.

Ein globaler Atomkrieg, der 150 Tg Ruß in die Stratosphäre befördert, könnte die Temperaturen um 8 Grad Celsius sinken lassen – 3 Grad niedriger als während der letzten Eiszeit.

In jedem Atomkriegsszenario hätten die Temperaturänderungen ihre größten Auswirkungen auf die Landwirtschaft in mittleren und nördlichen Breiten der Erde, indem sie die Länge der Erntesaison und die Temperatur auch während dieser Jahreszeit verringern würde.

Temperaturen unter dem Gefrierpunkt könnten auch zu einer erheblichen Ausdehnung des Meereises und der terrestrischen Schneedecke führen, was zu Nahrungsmittelknappheit führen und die Schifffahrt zu wichtigen Häfen beeinträchtigen würde, in denen Meereis derzeit keine Rolle spielt.

Der globale durchschnittliche Niederschlag nach einem Atomkrieg würde ebenfalls deutlich sinken, da die geringere Sonnenstrahlung, die die Oberfläche erreicht, die Temperaturen und die Wasserverdunstungsraten senken würde.

Der Niederschlagsrückgang wäre am stärksten in den Tropen. Zum Beispiel würde selbst eine 5-Tg-Rußeinbringung in die Stratosphäre zu einem Niederschlagsrückgang von 40 Prozent in der asiatischen Monsunregion führen. Südamerika und Afrika würden auch große Rückgänge der Niederschlagsmenge erleben.

Veränderungen im Ozean

Die am längsten anhaltenden Folgen eines Atomkriegs würden die Ozeane betreffen.

Unabhängig vom Ort und Ausmaß eines Atomkriegs würde der Rauch der daraus resultierenden Feuerstürme schnell die Stratosphäre erreichen und global verteilt werden, wo er Sonnenlicht absorbieren und die Sonnenstrahlung auf die Meeresoberfläche reduzieren würde.

Die Meeresoberfläche würde aufgrund ihrer höheren spezifischen Wärmekapazität (d. h., der Wärmemenge, die benötigt wird, um die Temperatur pro Masseneinheit zu erhöhen) langsamer auf Strahlungsänderungen reagieren als die Atmosphäre und das Land.

Der globale Rückgang der Meerestemperatur würde drei bis vier Jahre nach einem Atomkrieg am stärksten sein und um etwa 3,5 Grad Celsius bei einem indisch-pakistanischen Krieg sinken, bei dem 47 Tg Russ in die Stratosphäre eingebracht würde, und um etwa sechs Grad Celsius bei einem globalen Krieges zwischen den USA und Russland (mit 150 Tg Ruß).

Einmal abgekühlt, wird der Ozean lange Zeit brauchen, um zu seinen Vorkriegstemperaturen zurückzukehren, selbst wenn der Ruß aus der Stratosphäre verschwunden ist und die Sonneneinstrahlung wieder auf ein normales Niveau zurückkehrt. Der Temperaturabfall und die Dauer der Änderungen würden linear mit der Wassertiefe zunehmen.

Ungewöhnlich niedrige Temperaturen werden wahrscheinlich jahrzehntelang in der Nähe der Meeresoberfläche und Hunderte von Jahren oder länger in der Tiefe anhalten. Für einen globalen Atomkrieg werden Änderungen der Meerestemperatur mit Ausdehnung des arktischen Meereises wahrscheinlich Tausende von Jahren dauern – so lange, sodass Forscher von einer "nuklearen Kleinen Eiszeit" sprechen.

Aufgrund der sinkenden Sonneneinstrahlung und Temperatur auf der Meeresoberfläche würden das marine Ökosystem sowohl durch die anfängliche Störung als auch durch den neuen, lang anhaltenden Veränderungen stark gestört werden.

Dies wird globale Auswirkungen auf Dienstleistungen wie der Fischerei haben. Zum Beispiel würde die marine Nettoprimärproduktion (ein Maß für das neue Wachstum von Meeresalgen, die die Basis des marinen Nahrungsnetzes bilden) nach einem Atomkrieg stark zurückgehen.

In einem US-Russland-Szenario (150 Tg) würde die globale marine Nettoprimärproduktion in den Monaten nach dem Krieg fast um die Hälfte reduziert sein und würde über 4 Jahre um 20 bis 40 Prozent reduziert bleiben, wobei die größten Rückgänge im Nordatlantik und Nordpazifik zu verzeichnen sind.