Самым трудным для нас было обеспечение "равноточности" системы моделей: все ее компоненты должны вычисляться с одинаковой точностью. А решить вопрос о том, какие детали следует отбросить, а какие сохратить - всегда очень непростой вопрос. Приходилось много считать.
Одним словом к конуц 70-х годов первый вариант системы моделей был разработан. Это был настоящий совместный труд и совместное обучение: Дородницын в одном был совершенно прав учиться пришлось многому.
Дальше шел труднейший этап разработки математического обеспечения - выбор алгоритмов, разностных схем и реальное программирование - все это сделал Александров сам! Мое участие здесь было минимальным. Я выступал скорее в роли критика. Но провести конкретные расчеты с использованием полной модели, мы тогда еще не смогли. Вычислительный Центр располагал в то время только вычислительной машиной БЭСМ-6, а ей задача была явно не по зубам.
Выручили американцы. Руководитель американской климатологической программы профессор Бирли выделил средства для того, чтобы нашу систему моделей отладить в центре климатологических исследований в городе Боулдер и Александров уехал на восемь месяцев в Штаты. Он не просто отладил программу и провел множество компьютерных экспериментов, но и снял с дисплея фильм, с которым и вернулся домой. Фильм запечатлел динамику изобар линий равного давления, рассчитанных по начальным данным на 31 декабря 70 - го года.
Я взял фильм Александрова и полетел в Новосибирск, где Г. И.Марчук, который тогда был председателем Сибирского отделения Академии, собрал группу синоптиков. Когда на экране появился знаменитый сибирский антициклон, то его зразу же узнали и аудитория в один голос сказала: типичный январь! Это была высшая оценка качества модели, ибо стало ясно, что модель правильно отражает основные особенности динамики атмосферы и гидросферы. Ни на что, кроме качественного соответствия реальности расчитывать мы и не могли. Одобрение синоптиков было очень важно тем самым была доказана возможность использования математического моделирования в этих сложнейших процессах взаимодействия таких биосферных процессов, как перемещение воздушных масс, образование облачности, движение океанических вод и т.д. и их взаимодействие, что было особенно важным.
Мы понимали, что сделан лишь первый и очень робкий шаг, что впереди предстоит еще понять как научится, в рамках создаваемой системы, описывать динамику биоты, как включить в нее описание активной деятельности человека и найти ответ на множество других труднейших вопросов. Но памятный семинар в Новосибирске, на котором специалисты-синоптики узнали январский климат, для меня был ответом на сомнения, которые меня мучили - не есть ли моя затея с моделированием биосферы, затея, в которую я вовлек уже значительное количество людей и средств результатом моего легкомыслия? Эти сомнения казались тем более основательными, что подобных прецедентов нигде, ни в Штатах, ни в Европе не было. Наша работа носила, действительно, пионерский характер.
Мы нащупали брод. Теперь надо было аккуратно по нему продвигаться. Предстояли годы тяжелой профессионально сложной работы. Несмотря на то, что Свирежев не захотел быть членом команды, работа шла и достаточно успешно.
КАРЛ САГАН И ПЕРВЫЕ СЦЕНАРИИ ЯДЕРНОЙ ВОЙНЫ
"Проблема ядерной ночи" возникла неожиданно. До марта 83го года мы о ней не думали. Все наши усилия были направлены на создание инструмента для анализа характера возможных взаимоотношений человека и биосферы, не нового варианта форестеровской "Мировой динамики", годной для демонстрации потенциальных опасностей, на уровне студенческих семинаров, а настоящего инструмента научных исследований. О каком либо конкретном его использовании, до поры до времени, речь и не шла. Только А.М.Тарко, активный член нашей команды в конце 70-х годов сделал попытку оценить возможные изменения продуктивности планетарной биоты при удвоении концентрации углекислоты в атмосфере. Я думаю, что это была первая работа такого характера.
Но в марте 83-го года, известный американский астроном Карл Саган публикует ряд сценариев возможной ядерной войны, которая сопровождается обменом ядерными ударами мощностью в тысячи мегатонн. Такая ситуация не могла не иметь глубоких планетарных климатических последствий. Чисто умозрительно Саган и его коллеги создают представление о ядерной ночи, которая должна была бы наступить после грандиозных городских пожаров и той пелены сажи, которая окутала бы планету после ядерных ударов... Как следствие ядерной ночи должна была бы начаться ядерная зима, так как поверхность планеты стала бы недоступной для солнечного света и начала бы быстро остывать.
Когда мы получили эти материалы, то я сказал В.В.Александрову и сотруднику его лаборатории Г.Л.Стенчикову: "Вот шанс, который нельзя упустить. Сегодня только наша система способна проверить справедливость гипотезы астронома!" К этому времени усилиями Александрова и, главным образом, Стенчикова, сама вычислительная система и ее иатематическое обеспечение были доведены до такого уровня совершенства, что мы уже были способны проводить расчеты на нашей старушке БЭСМ - 6.
В июне - июле 83-го года все расчеты и вся иллюстративная графика были сделаны. Когда Стенчиков принес мне первые расчеты, то я не поверил своим глазам и заставил его несколько раз перепроверить вычисления, вариируя разные начальные условия. Но цифры неумолимо показывали одно и тоже. Даже в том случае, если обе враждующих стороны используют лишь 30-40% своих ядерных арсеналов для удара по городам, то в верхние слои атмосферы поднимется такое количество сажи, которое на много месяцев закроет Солнце. Температуры на всей поверхности Земли, за исключением небольших островов в океане - мировой океан окажется превосходным термосом, сделаются отрицательными. А в некоторых районах Земного шара, как например, в Саудовской Аравии температуры понизятся до 30 и более градусов ниже нуля. Лишь к концу года начнется постепенное повышение температуры.
Но планета не вернется к первоначальному состоянию. Биота не выдержит такого удара. Тропические леса погибнут, а вместе с ними и все то, что в них живет. Судьба северных лесов будет зависеть от того в какое время года произойдет ядерная катастрофа. Если она случится зимой, то повидимому леса смогут выжить, а если летом, то и тайгу постигнет судьба тропических джунглей. Океанической биоте будет легче выдержать удар. Однако и ей предстоит катастрофическая перестройка.
Итак анализ сценариев возможной ядерной войны показывает, что произойдет полная перестройка всей биосферы. Она не исчезнет, но перейдет в новое состояне, качественно отличное от современного.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111
Одним словом к конуц 70-х годов первый вариант системы моделей был разработан. Это был настоящий совместный труд и совместное обучение: Дородницын в одном был совершенно прав учиться пришлось многому.
Дальше шел труднейший этап разработки математического обеспечения - выбор алгоритмов, разностных схем и реальное программирование - все это сделал Александров сам! Мое участие здесь было минимальным. Я выступал скорее в роли критика. Но провести конкретные расчеты с использованием полной модели, мы тогда еще не смогли. Вычислительный Центр располагал в то время только вычислительной машиной БЭСМ-6, а ей задача была явно не по зубам.
Выручили американцы. Руководитель американской климатологической программы профессор Бирли выделил средства для того, чтобы нашу систему моделей отладить в центре климатологических исследований в городе Боулдер и Александров уехал на восемь месяцев в Штаты. Он не просто отладил программу и провел множество компьютерных экспериментов, но и снял с дисплея фильм, с которым и вернулся домой. Фильм запечатлел динамику изобар линий равного давления, рассчитанных по начальным данным на 31 декабря 70 - го года.
Я взял фильм Александрова и полетел в Новосибирск, где Г. И.Марчук, который тогда был председателем Сибирского отделения Академии, собрал группу синоптиков. Когда на экране появился знаменитый сибирский антициклон, то его зразу же узнали и аудитория в один голос сказала: типичный январь! Это была высшая оценка качества модели, ибо стало ясно, что модель правильно отражает основные особенности динамики атмосферы и гидросферы. Ни на что, кроме качественного соответствия реальности расчитывать мы и не могли. Одобрение синоптиков было очень важно тем самым была доказана возможность использования математического моделирования в этих сложнейших процессах взаимодействия таких биосферных процессов, как перемещение воздушных масс, образование облачности, движение океанических вод и т.д. и их взаимодействие, что было особенно важным.
Мы понимали, что сделан лишь первый и очень робкий шаг, что впереди предстоит еще понять как научится, в рамках создаваемой системы, описывать динамику биоты, как включить в нее описание активной деятельности человека и найти ответ на множество других труднейших вопросов. Но памятный семинар в Новосибирске, на котором специалисты-синоптики узнали январский климат, для меня был ответом на сомнения, которые меня мучили - не есть ли моя затея с моделированием биосферы, затея, в которую я вовлек уже значительное количество людей и средств результатом моего легкомыслия? Эти сомнения казались тем более основательными, что подобных прецедентов нигде, ни в Штатах, ни в Европе не было. Наша работа носила, действительно, пионерский характер.
Мы нащупали брод. Теперь надо было аккуратно по нему продвигаться. Предстояли годы тяжелой профессионально сложной работы. Несмотря на то, что Свирежев не захотел быть членом команды, работа шла и достаточно успешно.
КАРЛ САГАН И ПЕРВЫЕ СЦЕНАРИИ ЯДЕРНОЙ ВОЙНЫ
"Проблема ядерной ночи" возникла неожиданно. До марта 83го года мы о ней не думали. Все наши усилия были направлены на создание инструмента для анализа характера возможных взаимоотношений человека и биосферы, не нового варианта форестеровской "Мировой динамики", годной для демонстрации потенциальных опасностей, на уровне студенческих семинаров, а настоящего инструмента научных исследований. О каком либо конкретном его использовании, до поры до времени, речь и не шла. Только А.М.Тарко, активный член нашей команды в конце 70-х годов сделал попытку оценить возможные изменения продуктивности планетарной биоты при удвоении концентрации углекислоты в атмосфере. Я думаю, что это была первая работа такого характера.
Но в марте 83-го года, известный американский астроном Карл Саган публикует ряд сценариев возможной ядерной войны, которая сопровождается обменом ядерными ударами мощностью в тысячи мегатонн. Такая ситуация не могла не иметь глубоких планетарных климатических последствий. Чисто умозрительно Саган и его коллеги создают представление о ядерной ночи, которая должна была бы наступить после грандиозных городских пожаров и той пелены сажи, которая окутала бы планету после ядерных ударов... Как следствие ядерной ночи должна была бы начаться ядерная зима, так как поверхность планеты стала бы недоступной для солнечного света и начала бы быстро остывать.
Когда мы получили эти материалы, то я сказал В.В.Александрову и сотруднику его лаборатории Г.Л.Стенчикову: "Вот шанс, который нельзя упустить. Сегодня только наша система способна проверить справедливость гипотезы астронома!" К этому времени усилиями Александрова и, главным образом, Стенчикова, сама вычислительная система и ее иатематическое обеспечение были доведены до такого уровня совершенства, что мы уже были способны проводить расчеты на нашей старушке БЭСМ - 6.
В июне - июле 83-го года все расчеты и вся иллюстративная графика были сделаны. Когда Стенчиков принес мне первые расчеты, то я не поверил своим глазам и заставил его несколько раз перепроверить вычисления, вариируя разные начальные условия. Но цифры неумолимо показывали одно и тоже. Даже в том случае, если обе враждующих стороны используют лишь 30-40% своих ядерных арсеналов для удара по городам, то в верхние слои атмосферы поднимется такое количество сажи, которое на много месяцев закроет Солнце. Температуры на всей поверхности Земли, за исключением небольших островов в океане - мировой океан окажется превосходным термосом, сделаются отрицательными. А в некоторых районах Земного шара, как например, в Саудовской Аравии температуры понизятся до 30 и более градусов ниже нуля. Лишь к концу года начнется постепенное повышение температуры.
Но планета не вернется к первоначальному состоянию. Биота не выдержит такого удара. Тропические леса погибнут, а вместе с ними и все то, что в них живет. Судьба северных лесов будет зависеть от того в какое время года произойдет ядерная катастрофа. Если она случится зимой, то повидимому леса смогут выжить, а если летом, то и тайгу постигнет судьба тропических джунглей. Океанической биоте будет легче выдержать удар. Однако и ей предстоит катастрофическая перестройка.
Итак анализ сценариев возможной ядерной войны показывает, что произойдет полная перестройка всей биосферы. Она не исчезнет, но перейдет в новое состояне, качественно отличное от современного.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111