Новости

Nov 20, 2023

Математическая оптимизация производства морозостойких сельскохозяйственных культур для обеспечения продовольствием во время ядерной зимней катастрофы

Научные отчеты, том 13,

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 8254 (2023) Цитировать эту статью

350 доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Это исследование было направлено на оценку оптимального сочетания морозостойких культур и земельных площадей, необходимых для обеспечения основного питания во время различных сценариев ядерной зимы в Новой Зеландии (Новая Зеландия), островном государстве с умеренным климатом. Оно использовало линейное программирование, чтобы минимизировать площадь земли, необходимую для выращивания сельскохозяйственных культур, при этом производя достаточно продуктов питания для удовлетворения потребностей всего населения в энергии и белке. Потенциальное сельскохозяйственное воздействие трех сценариев ядерной зимы на Новую Зеландию было взято из литературы. Оптимизированными комбинациями морозостойких культур, которыми можно было прокормить все население, были в порядке убывания: пшеница и морковь; сахарная свекла; овес; лук и морковь; капуста и перловка; рапс и капуста; льняное семя и пастернак; рожь и люпин; брюква и фасоль; и цветная капуста. Но с точки зрения текущего уровня производства этих морозостойких культур в Новой Зеландии дефицит составит 26% для сценария «войны без ядерной зимы» и 71% дефицит для сценария суровой ядерной зимы (150 Тг сажи в стратосфере со снижением урожайности сельскохозяйственных культур на 61%). В заключение, при нынешних уровнях производства морозостойкие продовольственные культуры не смогут прокормить всех жителей Новой Зеландии после ядерной войны. Правительству Новой Зеландии необходимо провести подробный предвоенный анализ того, как лучше всего устранить эти недостатки. Например, за счет: увеличения довоенного производства этих культур и/или послевоенного масштабирования; выращивание достаточно чувствительных к морозам культур (т.е. в теплицах или в самых теплых частях страны); и/или обеспечение непрерывного производства продуктов питания, полученных от скота, которого кормят морозостойкими травами.

Риск ядерной войны может увеличиться в 2022–2023 годах в результате изменения глобальной геополитической ситуации. В частности, это вторжение России на Украину в 2022 году и связанные с этим угрозы применения ядерного оружия ее руководством1. Также произошла эрозия ключевого договора по ядерному оружию2 и продолжающееся расширение некоторых ядерных арсеналов (например, арсеналов Соединенного Королевства [Великобритании]3, Китая4 и Пакистана5). Кроме того, продолжается модернизация различных ядерных арсеналов (например, в США [США]6, Франции7, России8, Индии9 и Северной Корее10). В совокупности такие разработки могут повысить предполагаемую полезность этого оружия в боевых действиях и, следовательно, риск его фактического использования в войне. В результате предыдущие оценки ежегодной вероятности непреднамеренной ядерной войны, например, около 1%11 или в диапазоне от 0,3% до 3% для всех типов ядерной войны12, теперь вполне могут быть недооценкой риска ядерной войны. .

Исследования по моделированию климата показывают, что ядерная война, вызвавшая ядерную зиму (которая заблокировала солнечный свет и снизила урожайность сельскохозяйственных культур), потенциально может иметь катастрофические последствия13,14,15,16,17. «Более 5 миллиардов [людей] могут погибнуть в результате войны между Соединенными Штатами и Россией», согласно одному из этих исследований16. В этом исследовании также оценивалось сохраняющееся воздействие на производство сельскохозяйственных культур, продолжавшееся не менее 10 лет. Эти ужасные последствия подчеркивают острую необходимость снизить международную напряженность между государствами, сделать ядерное оружие менее пригодным для использования в конфликтах и ​​предпринять поддающиеся проверке постепенные шаги к ядерному разоружению. Тем не менее, такие превентивные усилия все равно могут потерпеть неудачу, и поэтому разумные страны, которые вряд ли станут жертвами прямого нападения в ядерной войне, должны рассмотреть возможность планирования, чтобы максимизировать свои шансы на выживание.

Эти исследования по моделированию ядерной зимы показывают, что островные государства Южного полушария могут испытывать относительно менее серьезные последствия ядерной зимы. Аналогичным образом, острова Южного полушария также могут быть менее подвержены воздействию «вулканической зимы», по крайней мере, если судить по воздействию одного крупного исторического извержения (т.е. горы Тамбора)18. На одном из этих островов, Новой Зеландии, суровая ядерная зима может снизить температуру до 5 °C13. Моделирование различных сценариев ядерной зимы в растениеводстве предполагает снижение урожайности сельскохозяйственных культур в Новой Зеландии от 8% до 61%16 (дополнительную информацию см. в Таблице 1). В некоторых частях этой страны созревание сельскохозяйственных культур могло задерживаться (например, снижение температуры на 3 °C задержало бы созревание посевов пшеницы в регионе Кентербери примерно на 40 дней19). Однако в более южных частях страны полное созревание зерновых культур может оказаться невозможным (например, в регионе Саутленд, где температура снижается на 3 °C19).