Глобальная продовольственная нестабильность и голод из-за сокращения урожая, морского рыболовства и производства животноводческой продукции из-за климатических изменений, вызванных выбросами сажи в

Атмосферные выбросы сажи от взрыва ядерного оружия могут вызвать нарушения климата Земли, ограничив производство наземных и водных продуктов питания. Здесь мы используем климатические, сельскохозяйственные и рыболовные модели для оценки последствий, возникающих в результате шести сценариев стратосферного выброса сажи, прогнозируя общее количество пищевых калорий, доступных в каждой стране после войны после потребления запасов продовольствия. При количественной оценке последствий вдали от целевых районов мы демонстрируем, что выбросы сажи, превышающие 5 Тг, приведут к массовой нехватке продовольствия, а животноводство и производство водных продуктов питания не смогут компенсировать сокращение урожая почти во всех странах. Меры адаптации, такие как сокращение пищевых отходов, окажут ограниченное влияние на увеличение доступных калорий. Мы оцениваем, что более 2 миллиардов человек могут погибнуть в результате ядерной войны между Индией и Пакистаном, а более 5 миллиардов могут погибнуть в результате войны между Соединенными Штатами и Россией, что подчеркивает важность глобального сотрудничества в предотвращении ядерной войны.

Экстраординарные события, такие как крупные извержения вулканов или ядерная война, могут вызвать внезапные глобальные климатические нарушения и повлиять на продовольственную безопасность. Глобальное вулканическое охлаждение, вызванное аэрозолями серной кислоты в стратосфере, привело к сильному голоду и политической нестабильности, например, после извержения Лаки в 1783 году в Исландии 1 или извержения Тамбора в 1815 году в Индонезии 2 , 3 . Для ядерной войны глобальное похолодание будет зависеть от мощности оружия, количества оружия и целей, среди других атмосферных и географических факторов. В ядерной войне бомбы, нацеленные на города и промышленные районы, вызовут огненные бури, впрыскивая большое количество сажи в верхние слои атмосферы, которая распространится по всему миру и быстро охладит планету 4 , 5 , 6 . Такие нагрузки сажи вызовут десятилетние нарушения климата Земли 7 , 8 , 9 , что повлияет на системы производства продовольствия на суше и в океанах. В 1980-х годах проводились исследования воздействия ядерной зимы на мировое сельскохозяйственное производство 10 и доступность продовольствия 11 для 15 стран, но теперь новая информация позволяет нам обновить эти оценки. Недавно несколько исследований проанализировали изменения основных зерновых культур 12 , 13 , 14 и морского промысла диких животных 15 для различных сценариев региональной ядерной войны с использованием моделей климата, урожая и рыболовства. Война между Индией и Пакистаном, которые в последнее время накапливают больше ядерного оружия с более высокой урожайностью 16 , может привести к стратосферной нагрузке в 5–47 Тг сажи. Война между Соединенными Штатами, их союзниками и Россией, которые обладают более чем 90% мирового ядерного арсенала, может привести к образованию более 150 Тг сажи и ядерной зиме 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 . Хотя выбросы сажи в стратосферу в результате использования меньшего количества ядерного оружия будут иметь меньшие глобальные последствия 17 , после начала ядерной войны может быть очень сложно ограничить ее эскалацию 18 .

Сценарии, которые мы изучали, перечислены в Таблице 1. Каждый сценарий предполагает ядерную войну продолжительностью в одну неделю, что приводит к количеству и мощности ядерного оружия, показанным в таблице, и к образованию различного количества сажи в стратосфере. Существует много военных сценариев, которые могут привести к аналогичному количеству дыма и, следовательно, к аналогичным климатическим потрясениям, включая войны с участием других ядерных держав (Китай, Франция, Великобритания, Северная Корея и Израиль).

Таблица 1. Количество оружия, направленного на городские цели, его мощность, прямые жертвы от взрывов бомб и количество людей, которым грозит смерть от голода, для различных изученных нами сценариев.

Полная таблица размеров

Недавние катастрофические лесные пожары в Канаде в 2017 году 19 и Австралии в 2019 и 2020 годах 20 , 21 произвели 0,3–1 Тг дыма (0,006–0,02 Тг сажи), который впоследствии нагревался солнечным светом и поднимался высоко в стратосферу. Дым переносился по всему миру и сохранялся в течение многих месяцев. Это добавляет уверенности в наших симуляциях, которые предсказывают, что тот же процесс произойдет после ядерной войны.

Ядерная война в первую очередь загрязнит почву и воду вблизи мест применения ядерного оружия 22 . Сажа распространяется по всему миру, как только достигает верхних слоев атмосферы; таким образом, наши результаты имеют глобальное значение независимо от воюющих стран. Здесь мы фокусируемся на нарушении климата в результате ядерной войны, которое повлияет на мировые системы производства продовольствия на суше и в океанах. До сих пор отсутствует комплексная оценка воздействия всего спектра военных сценариев на производство продовольствия как на суше, так и в океане. Мы изучаем воздействие шести военных сценариев, генерирующих от 5 Тг до 150 Тг сажи, на продовольственное снабжение (таблица 1 ). Мы используем модельные имитации основных сельскохозяйственных культур и морской рыбы, выловленной в дикой природе, вместе с предполагаемыми изменениями в производстве других продуктов питания и животноводстве, чтобы оценить воздействие на глобальное снабжение калориями.

Результаты

Влияние на урожайность и продуктивность улова рыбы

Используя климатические, сельскохозяйственные и рыболовные модели (Методы), мы рассчитываем производство калорий для различных групп продуктов питания для каждого года после ряда из шести различных стратосферных инъекций сажи. Климатические воздействия будут длиться около десятилетия, но достигнут пика в первые несколько лет (рис. 1 ).

Рис. 1: Климатические последствия по годам после различных выбросов сажи во время ядерной войны.

a – f , Изменения температуры поверхности ( a ), солнечной радиации ( c ) и осадков ( e ), усредненные по глобальным сельскохозяйственным регионам 2000 года (дополнительный рис. 1 ) и температуры поверхности моря ( b ), солнечной радиации ( d ) и чистой первичной продуктивности ( f ) над океанами после шести сценариев стратосферной загрузки сажи, изученных здесь в течение 15 лет после ядерной войны, полученных из моделирования в ссылке 18 . Эти переменные являются прямым воздействием климата на модели урожая и рыболовства. Левые оси Y представляют собой аномалии ежемесячных климатических переменных из моделируемой ядерной войны за вычетом климатологии контрольного моделирования, которое является средним значением за 45 лет моделирования. Правые оси Y представляют собой процентное изменение относительно контрольного моделирования. Войны происходят 15 мая 1-го года, а метки года соответствуют 1 января каждого года. Для сравнения, во время последнего ледникового периода 20 000 лет назад глобальные средние температуры поверхности были примерно на 5 °C ниже, чем сейчас. Температура океана снижается меньше, чем для сельскохозяйственных культур из-за большой теплоемкости океана. Потеря солнечной радиации океаном меньше, чем для сельскохозяйственных культур, потому что большая часть океана находится в Южном полушарии, где присутствует немного меньше дыма.

Полноразмерное изображение

Глобальное среднее производство калорий от смоделированных нами культур снизилось на 7% в годы 1–5 после войны даже при самом маленьком сценарии с 5 Тг сажи (рис. 2a ; сопоставимо с предыдущими многомодельными результатами 14 , Дополнительный рис. 2 ) и до 50% при сценарии с 47 Тг. В случае с 150 Тг сажи глобальное среднее производство калорий от культур снизилось бы примерно на 90% через 3–4 года после ядерной войны. Изменения вызвали бы катастрофическое нарушение мировых рынков продовольствия, поскольку даже глобальное снижение урожайности на 7% по сравнению с контрольным моделированием превысило бы самую большую аномалию, когда-либо зарегистрированную с начала наблюдений Продовольственной и сельскохозяйственной организации (ФАО) в 1961 году 14 .

Рис. 2: Изменения в производстве калорий для сельскохозяйственных культур и рыбы, а также изменение накопленного углерода для трав после различных впрыскиваний сажи во время ядерной войны.

a – c , Глобальные изменения среднегодовой калорийности производства культур (%; кукуруза, пшеница, рис и соя, взвешенные по их наблюдаемому производству (2010 г.) и калорийности; a ), изменения производства морской рыбы (%; b ) и комбинированные изменения калорийности производства культур и рыбы (%; c ) после ядерной войны для различных сценариев впрыскивания сажи. d , Углерод листьев травы представляет собой комбинацию трав C3 и C4, и изменение рассчитывается как годовой накопленный углерод. Для контекста, серая линия (и затененная область) на a являются средним значением (и стандартным отклонением) шести моделей культур из Глобального сравнения моделей с сеткой культур (GGCMI, ссылка 14 ) в сценарии 5 Tg. CLM5crop показывает консервативный ответ на ядерную войну по сравнению с многомодельным ответом GGCMI.

Полноразмерное изображение

Рыба — еще один важный пищевой ресурс, особенно с точки зрения поставок белка. Ядерная война сократит вылов дикой рыбы 15 , но сокращение будет меньше, чем для наземного сельского хозяйства (рис. 2b ), поскольку сокращение чистой первичной продуктивности океана — основы морской пищевой цепи — умеренное (с 3% в 5 Тг до 37% в 150 Тг), а изменения температуры океана менее выражены (рис. 1 ). Наземное производство сельскохозяйственных культур доминирует в общем изменении калорийности сельскохозяйственных культур и рыболовства вместе взятых (рис. 2c ), поскольку мировое производство сельскохозяйственных культур в 24 раза выше, чем дикое рыболовство с точки зрения сухого вещества, а основные культуры содержат примерно в пять раз больше калорий, чем рыба на единицу розничной массы 23 , 24 . В целом, морской промысел дикой рыбы вносит 0,5% от общего количества калорий, но 3,5% от мирового среднего предложения белка (рис. 3 и дополнительный рис. 3 ).

Рис. 3: Средний мировой рацион питания человека, состав белка и использование продуктов растениеводства.

a , Средний состав рациона питания человека в мире 23 . Проценты - это % от доступных калорий. Овощи - это овощи. b , Средний состав белкового рациона питания человека в мире 23 . Морской вылов диких животных обеспечивает 75% морской рыбы 46 . Проценты - это % от производства сухого вещества. c , Распределение четырех основных зерновых культур и морской рыбы между продуктами питания человека и другими видами использования 24 , 47 . Проценты - это % от производства сухого вещества. d , Использование продуктов на основе сельскохозяйственных культур в 2010 году (% от производства сухого вещества на основе сельскохозяйственных культур) 26 . Легенда градиента цвета серым цветом на c иллюстрирует использование различных культур и рыбы в цветах. В то время как люди потребляют большую часть выращиваемой пшеницы и риса, большая часть кукурузы и сои используется в качестве корма для скота.

Полноразмерное изображение

Охлаждение из-за ядерных войн приводит к температурным ограничениям для сельскохозяйственных культур, что приводит к задержке физиологического созревания и дополнительному холодовому стрессу 14 . Сокращение калорийности сельского хозяйства и морского рыболовства показывает региональные различия (Дополнительный рис. 4 ), с самым сильным процентным сокращением в высоких широтах в Северном полушарии. Даже в случае Индии и Пакистана многие регионы становятся непригодными для сельского хозяйства в течение нескольких лет. Например, в случае 27 Tg средние и высокие широты Северного полушария показывают сокращение производства калорий в сельскохозяйственных культурах более чем на 50%, а также сокращение улова рыбы на 20–30%. Ядерные страны в регионах средних и высоких широт (Китай, Россия, США, Франция, Северная Корея и Великобритания) показывают сокращение калорийности от 30% до 86%, а в более низких широтах (Индия, Пакистан и Израиль) сокращение составляет менее 10% (Дополнительные таблицы 1 и 2 ). Последствия в воюющих странах, скорее всего, будут в основном обусловлены локальными проблемами, такими как разрушение инфраструктуры, радиоактивное загрязнение и сбои в цепочке поставок, поэтому полученные здесь результаты применимы только к косвенным последствиям впрыска сажи в отдаленных районах.

Влияние на общее потребление калорий человеком

Чтобы оценить влияние на общее количество калорий в пище, доступное для потребления человеком, мы учитываем состав рациона, калорийность различных типов пищи, использование сельскохозяйственных культур и изменения в производстве продуктов питания, которые мы не моделировали напрямую (Методы). В 2010 году ФАО 23 сообщила, что 51% глобальной калорийности приходится на зерновые, 31% на овощи, фрукты, корнеплоды, клубнеплоды и орехи и 18% на продукты животного происхождения и связанные с ними продукты, из которых рыба составляет 7%, а морской улов составляет 3% (рис. 3a ). Сельскохозяйственные культуры и рыба, которые мы моделировали, обеспечивают почти половину этих калорий и 40% белка. Кроме того, только часть моделируемого производства продуктов питания доступна для потребления человеком. Многие культуры (например, кукуруза и соя) используются в основном для непищевых целей, таких как корм для скота (рис. 3c ).

Кроме того, общее количество калорий, доступных в виде пищи, сильно зависит от реакции человека на ядерные войны. Мы предполагаем, что международная торговля продуктами питания приостановлена, поскольку страны-экспортеры продуктов питания прекращают экспорт в ответ на сокращение производства продуктов питания (Методы). Кроме того, мы рассмотрели три общественных ответа: животноводство, частичное животноводство и отсутствие животноводства (Дополнительная таблица 3 ). Для сценария реагирования животноводства , представляющего собой минимальную адаптацию к сокращению производства продуктов питания, вызванному изменением климата, люди продолжают содержать скот и рыбу в обычном режиме. Хотя сбор большей доли остатков урожая для корма или добавление новых кормов, таких как добавки на основе насекомых, может увеличить потенциальный корм для скота, мы предполагаем, что новые кормовые добавки не добавляются, а соотношение сельскохозяйственных зерновых, остатков и выпасаемой биомассы к корму для скота одинаково. Калории от всех культур уменьшаются на среднее сокращение в наших четырех моделируемых культурах, а изменения калорий от морской дикой рыбы рассчитываются с учетом обычного рыболовного поведения. Ответ No Livestock представляет собой сценарий, при котором животноводство (включая молочные продукты и яйца) и аквакультурное производство не поддерживаются после первого года, а национальные доли производства сельскохозяйственных культур, ранее использовавшиеся в качестве корма, теперь доступны для кормления людей. Кроме того, усиливается давление рыболовства, смоделированное посредством пятикратного увеличения цен на рыбу 15 . Аналогичные ответы имели место в Новой Англии в «год без лета» после извержения вулкана Тамбора 1815 года 2 . Несмотря на то, что изменения температуры были меньше, чем моделировались в любом из сценариев ядерной войны здесь, неурожаи вынудили фермеров продать свой скот, потому что они не могли его прокормить 3 , и ранее невкусная рыба была добавлена в их рацион 2 , 3 , 25 . Мы тестируем полный диапазон (0–100%) доли конкурирующего с пищей корма 26 , который мог бы использоваться людьми, и выбираем 50% в качестве примера на некоторых графиках и в таблицах. Между вариантами «Скотоводство» и «Без скотоводства» мы также рассматриваем вариант «Частичное животноводство» , в котором оставшаяся часть зернового корма для скота после преобразования в пищу человеком будет использоваться для выращивания скота.

Конечные биотопливные продукты (биодизель и этанол) составляют всего 0,5% от продуктов растительного происхождения 27 , которые можно было бы повторно использовать в качестве продуктов питания в виде растительного масла (~1,8% от общего количества пищевых калорий) и алкоголя (3,4% от общего количества пищевых калорий). Побочные продукты биотоплива добавлялись в корм для скота и отходы 27 . Поэтому в наших расчетах мы добавляем только калории из конечного продукта биотоплива. Глобальный средний объем бытовых отходов составляет около 20% (ссылка 28 ). Если предположить, что после ядерной войны бытовых отходов станет на 50% или на 100% меньше, эти дополнительные калории станут доступными.

Национальные последствия потери калорий зависят от количества залежных пахотных земель, региональных климатических воздействий, уровня населения и предположения о полной остановке международной торговли продуктами питания (Методы; Рис. 4 ). Здесь мы фокусируемся на двух уровнях потребления калорий в странах: потребление калорий для поддержания нормальной физической активности и потребление калорий ниже базального уровня метаболизма (также известного как расход энергии в состоянии покоя) 29 . Эти два уровня различаются в странах в зависимости от состава и физической активности населения. Потребление пищи ниже первого уровня не позволит человеку поддерживать свою нормальную физическую активность и одновременно сохранять свой вес, а потребление ниже базального уровня метаболизма вызовет быструю потерю веса даже при малоподвижной активности и, таким образом, быстро приведет к смерти 29 . При инъекции 5 Тг большинство стран показывают снижение потребления калорий относительно уровня 2010 года, но все еще достаточное для поддержания веса (Рис. 4 и Дополнительный рис. 5 ). При более крупных случаях инъекций сажи в большинстве стран средних и высоких широт наблюдается сильный голод в соответствии с вариантом «Скотоводство» . Когда 50% конкурирующих за еду кормов преобразуется для потребления человеком в каждой стране, некоторые страны (например, США) будут поддерживать достаточное потребление калорий в сценариях с меньшими инъекциями сажи, но потеря веса или даже сильный голод будут иметь место при более крупных случаях инъекций сажи (рис. 4 и дополнительный рис. 5 ).

Рис. 4: Потребление пищи (ккал на душу населения в день) на 2-й год после различных впрыскиваний сажи ядерной войны.

Левая карта — это статус потребления калорий в 2010 году без международной торговли; левый столбец — случай с животноводством ; средний столбец — случай с частичным животноводством , при котором 50% корма для скота используется для питания людей, а остальные 50% по-прежнему используются для кормления скота; а правый столбец — случай без животноводства , при котором 50% корма для скота используется для питания людей. Все карты предполагают отсутствие международной торговли и равномерное распределение общего количества калорий в каждой стране. Регионы, выделенные зеленым цветом, означают, что потребление пищи может поддерживать текущую физическую активность в этой стране; регионы, выделенные желтым цветом, — это потребление калорий, которое заставило бы людей похудеть, и поддерживалась бы только сидячая физическая активность; а регионы, выделенные красным цветом, указывают, что ежедневное потребление калорий будет меньше, чем необходимо для поддержания базального уровня метаболизма (также называемого расходом энергии в состоянии покоя), и, таким образом, приведет к смерти после того, как человек исчерпает свои энергетические запасы организма в виде накопленного жира и расходуемых мышц 28 . 150 тг + 50% отходов — это половина бытовых отходов, добавляемых к потреблению продуктов питания, а 150 тг + 100% отходов — это все бытовые отходы, добавляемые к потреблению продуктов питания.

Полноразмерное изображение

При сценарии 150 Тг большинство стран будут иметь потребление калорий ниже, чем расходы энергии в состоянии покоя 29 . Исключением является Австралия. После того, как мы выключим международную торговлю, пшеница будет обеспечивать почти 50% потребления калорий в Австралии, а производство риса, кукурузы и сои в Австралии составит менее 1% от производства пшеницы 23 , 24 . Таким образом, реакция пшеницы на моделируемые ядерные войны в значительной степени определяет потребление калорий в Австралии. Поскольку яровая пшеница используется для представления пшеницы, а моделируемая яровая пшеница там показывает увеличение или небольшое сокращение в сценариях ядерной войны, в которых возникают более благоприятные температуры для производства продовольствия, потребление калорий в Австралии больше, чем в других странах. Однако этот анализ ограничен данными ФАО, которые собираются на национальном уровне. В каждой стране, особенно крупной, могут быть большие региональные неравенства, обусловленные ограничениями инфраструктуры, экономическими структурами и политикой правительства. Новая Зеландия также испытает меньшие последствия, чем другие страны. Но если этот сценарий действительно произойдет, Австралия и Новая Зеландия, вероятно, столкнутся с наплывом беженцев из Азии и других стран, испытывающих нехватку продовольствия.

Глобальное среднее потребление калорий после войны (рис. 5а ) подразумевает, что экстремальные региональные сокращения (рис. 4 ) можно было бы преодолеть в некоторой степени за счет торговли, но равномерное распределение продовольствия в глобальном масштабе, вероятно, станет серьезной проблемой. В случае с животноводством , если бы продовольствие было равномерно распределено по миру, а бытовые отходы составляли 20%, как в 2010 году28 , то при сценарии 5 Тг еды было бы достаточно для всех, чтобы поддерживать их нормальную физическую активность; если бы бытовые отходы сократились с 20% до 10%, то дополнительные калории поддерживали бы всех при сценарии 16 Тг; и если бы не было бытовых отходов, даже при сценарии 27 Тг, каждый потреблял бы достаточно калорий для выживания. При самом оптимистичном сценарии — 100% сельскохозяйственных культур скота идет на корм людям, никаких бытовых отходов и справедливое глобальное распределение продовольствия — при сценарии 47 Тг еды было бы достаточно для всех. Предполагая, что международная торговля прекратилась, а продовольствие было распределено оптимально внутри каждой страны 11 , так что максимальное количество людей получало потребление калорий для поддержания своего веса и нормальной физической активности 28 , можно рассчитать процент населения, которое могло бы поддерживаться (рис. 5b и дополнительный рис. 6b ). При сценарии 150 Тг в большинстве стран к концу 2-го года выживет менее 25% населения (дополнительный рис. 7 ). В 2020 году от 720 до 811 миллионов человек во всем мире страдали от недоедания 30 , несмотря на то, что производство продовольствия было более чем достаточным для того, чтобы прокормить большее население мира. Таким образом, вполне вероятно, что распределение продовольствия будет неравномерным как между странами, так и внутри стран.

Рис. 5: Обзор мирового потребления калорий и чувствительности к предположениям о животноводстве и пищевых отходах.

a , Глобальное среднее изменение потребления калорий на человека в день в течение 2-го года после войны в случае животноводства (желтые столбцы) и для случая частичного животноводства (красные столбцы), предполагая, что все продукты питания и отходы распределены равномерно. Для случая частичного животноводства дополнительные калории, потенциально доступные для потребления человеком кормов для животных, в основном кукурузы и сои, нанесены на график для различных частей преобразованных кормов для животных (розовые галочки), а оставшийся корм для сельскохозяйственных культур используется для выращивания скота. Критические уровни потребления пищи отмечены на правом поле. b , Без международной торговли, мировое население (%), которое могло бы поддерживаться, хотя и с недостаточным весом, за счет внутреннего производства продуктов питания в конце 2-го года после ядерной войны, если они будут получать калории, поддерживающие их обычную физическую активность 29 , а остальное население не будет получать пищи, в случаях животноводства и частичного животноводства . Синяя линия на b показывает процент населения, которое может поддерживаться текущим производством продуктов питания, когда производство продуктов питания не меняется, но международная торговля прекращается. Сначала рассчитываются национальные данные (дополнительные таблицы 4 и 5 и дополнительный рис. 5 ), а затем они агрегируются в глобальные данные.

Полноразмерное изображение

Обсуждение

Используя самые современные модели климата, урожая и рыболовства, мы рассчитываем, как доступность продовольствия может измениться в глобальном масштабе при различных сценариях ядерной войны. Мы объединяем урожай и морскую рыбу, а также рассматриваем, продолжают ли скот и продукты животного происхождения оставаться важным источником пищи.

В случае региональной ядерной войны большие части мира могут пострадать от голода — даже с учетом компенсирующего поведения, рассмотренного в этой статье. Использование сельскохозяйственных культур, скармливаемых скоту, в качестве пищи для людей может компенсировать потери продовольствия на местном уровне, но окажет ограниченное влияние на общее количество продовольствия, доступного в глобальном масштабе, особенно при больших выбросах сажи в атмосферу, когда рост кормовых культур и пастбищ будет серьезно нарушен в результате климатических изменений. Сокращение пищевых отходов домохозяйств может помочь в случаях небольших ядерных войн, но не в случаях крупных ядерных войн из-за значительного сокращения общего производства, вызванного климатом. Мы обнаруживаем особенно сильное снижение урожая в основных странах-экспортерах, таких как Россия и США, что может легко вызвать экспортные ограничения и вызвать серьезные сбои в странах, зависящих от импорта24 . Наш ответ «нет торговли» иллюстрирует этот риск, показывая, что страны Африки и Ближнего Востока будут серьезно затронуты.

Наш анализ потенциального воздействия ядерной войны на продовольственную систему не затрагивает некоторые аспекты проблемы, оставляя их для будущих исследований. Во всех ответах мы не рассматриваем сокращение численности населения из-за прямой или косвенной смертности и возможного снижения рождаемости. Общее количество и состав изменений в популяции повлияют на доступную рабочую силу, производство и распределение калорий. Кроме того, мы не рассматриваем адаптации в управлении фермерским хозяйством, такие как изменения в выборе сортов, переход на более устойчивые к холоду культуры или теплицы 31 и альтернативные источники пищи, такие как грибы, морские водоросли, метановый одноклеточный белок, насекомые 32 , водородный одноклеточный белок 33 и целлюлозный сахар 34. Хотя адаптация фермеров 35 и альтернативные источники пищи могут снизить негативное воздействие имитируемой ядерной войны, было бы сложно осуществить все изменения вовремя, чтобы повлиять на доступность продовольствия в год 2, и необходимо провести дополнительную работу по этим вмешательствам. Текущее хранение продовольствия может смягчить дефицит в первый год (ссылка 14 ), но будет иметь меньшее влияние на второй год, если оно не будет нормировано правительствами или рынком. Расширение или перемещение посевных площадей в регионы с благоприятным климатом увеличит производство сельскохозяйственных культур. Необходимы дальнейшие исследования адаптации и воздействия на краткосрочную доступность продовольствия, но эти темы выходят за рамки данного исследования. Адаптация в рыболовстве также не рассматривается, например, изменения в использовании выброшенного прилова и отходов в рыболовстве. К ним относятся снижение доступности топлива, удобрений и инфраструктуры для производства продовольствия после войны, воздействие повышенного ультрафиолетового излучения 36 на производство продовольствия и радиоактивное загрязнение 37 . Хотя этот анализ фокусируется на калориях, людям также понадобятся белки и микроэлементы, чтобы выжить в последующие годы дефицита продовольствия (мы оцениваем влияние на поставку белка на дополнительном рисунке 3 ). Масштабное использование альтернативных продуктов питания, для выращивания которых в условиях холода требуется мало света или он вообще не требуется38 , не рассматривалось, но могло бы стать источником продовольствия для спасения жизней, если бы такие производственные системы были работоспособны.

В заключение следует отметить, что сокращение света, глобальное похолодание и вероятные торговые ограничения после ядерных войн станут глобальной катастрофой для продовольственной безопасности. Негативное влияние климатических изменений на общее производство сельскохозяйственных культур, как правило, не может быть компенсировано скотоводством и водными продуктами (рис. 5а ). Более 2 миллиардов человек могут погибнуть в результате ядерной войны между Индией и Пакистаном, а более 5 миллиардов могут погибнуть в результате войны между Соединенными Штатами и Россией (таблица 1 ). Полученные здесь результаты еще раз подтверждают заявление президента США Рональда Рейгана и генерального секретаря СССР Михаила Горбачева, сделанное в 1985 году и подтвержденное президентом США Джо Байденом и президентом России Владимиром Путиным в 2021 году, о том, что «ядерную войну невозможно выиграть и ее нельзя вести».

Методы

Мы используем современную глобальную климатическую модель для расчета климатических и биогеохимических изменений, вызванных рядом стратосферных выбросов сажи, каждое из которых связано со сценарием ядерной войны 18 (таблицы 1 и 2 ). Моделируемые изменения температуры приземного воздуха, осадков и направленной вниз прямой и рассеянной солнечной радиации используются для того, чтобы заставить современную модель сельскохозяйственных культур оценить, как урожайность основных сельскохозяйственных культур (кукурузы, риса, яровой пшеницы и сои) будет затронута в глобальном масштабе, а изменения в чистой первичной продукции океана и температуре поверхности моря используются для того, чтобы заставить глобальную модель морского рыболовства. Мы объединяем эти результаты с предположениями о том, как может измениться производство других сельскохозяйственных культур, животноводство, рыбоводство и торговля продуктами питания, и рассчитываем количество продовольствия, которое будет доступно для каждой страны мира после ядерной войны.

Таблица 2. Изменения в доступности калорий в пище (%) на 2-й год после ядерной войны для стран, обладающих ядерным оружием, и среднемировой показатель при условии отсутствия торговли после моделируемых ядерных войн в случае животноводства , частичного животноводства и отсутствия животноводства с 50%-ным использованием скота в качестве корма для людей.

Полная таблица размеров

Моделируемое изменение климата на поверхности из-за сценариев ядерной войны суммировано на рис. 1. В среднем по текущим сельскохозяйственным регионам нисходящая солнечная радиация на поверхности снижается на 10 Вт м - 2 (впрыскивание 5 Тг сажи) до 130 Вт м - 2 (впрыскивание 150 Тг сажи). При меньшем количестве получаемой энергии максимальное снижение средней температуры воздуха на высоте 2 м составляет от 1,5 °C (впрыскивание 5 Тг сажи) до 14,8 °C (впрыскивание 150 Тг сажи), достигая пика в течение 1–2 лет после войны, при этом снижение температуры продолжается более 10 лет. Похолодание также снижает количество осадков в регионах летних муссонов. Аналогичное, но меньшее снижение солнечной радиации и температуры прогнозируется в морских регионах (рис. 1b, d ), что приводит к изменениям в первичной морской продуктивности на нижнем трофическом уровне. Мы применили локальные изменения в каждой ячейке сетки к моделям сельскохозяйственных культур и рыб.

Климатическая модель

Все сценарии ядерной войны 9 , 18 моделируются с использованием модели Community Earth System Model (CESM) 39 . Эта модель включает интерактивную атмосферу, сушу, океан и морской лед. И атмосфера, и суша имеют горизонтальное разрешение 1,9° x 2,5°, а океан имеет горизонтальное разрешение 1°. Атмосферная модель — это модель климата сообщества всей атмосферы версии 4 (ссылка 40 ). Модель суши — это модель климата сообщества версии 4 с углеродно-азотным циклом. Выходные данные CESM с разрешением 1 и 3 часа, включая температуру воздуха на высоте 2 м, осадки, удельную влажность и нисходящую длинноволновую радиацию и солнечную радиацию (разделенную на прямую и рассеянную радиацию), используются для управления автономными симуляциями модели урожая. Есть три члена ансамбля контрольного моделирования, которое повторяет воздействие климата 2000 года в течение 15 лет, три члена ансамбля случая 5 Tg и по одному моделированию для каждого другого сценария ядерной войны.

Во всех симуляциях сажа произвольно впрыскивается в течение недели, начиная с 15 мая 1-го года. Наши сценарии предполагают, что все запасы продовольствия потребляются в 1-м году, и мы представляем анализ оставшихся продуктов питания в 2-м году. Если бы война произошла в конце календарного года, в 2-м году все еще была бы доступна еда, поэтому то, что мы называем 2-м годом, следует переименовать в 3-й год. Однако, поскольку суровые климатические и пищевые последствия длятся более 5 лет (рис. 1 и 2 ), те же выводы применимы к миру после ядерной войны.

Прямое использование выходных данных климатической модели

Поскольку климатические модели имеют смещения, типично смещать корректные выходные данные модели перед использованием их в качестве входных данных для моделей урожая. Существуют различные методы, которые пытаются использовать прошлые данные наблюдений для решения проблем изменений в среднем значении и дисперсии, но ни один из них не идеален, и все они ограничены предположениями о том, что будущие отношения между выходными данными модели и входными данными модели урожая могут быть основаны на недавнем прошлом. Распространенным методом 14 является дельта-метод, в котором используется набор данных о погоде для повторного анализа наблюдений, а ежемесячные средние значения температуры, осадков и инсоляции изменяются в соответствии с моделированием климатической модели. Это дает преимущество реалистичной внутренней изменчивости, важной для моделирования урожая 12 , 13 , 14 , но не корректирует изменения дисперсии, что может быть нереалистичным предположением при более высоких сценариях выбросов, таких как случай 150 Тг. Здесь, поскольку мы используем модель урожая, которая уже была откалибрована с помощью той же климатической модели, которую используем мы, мы используем необработанные выходные данные климатической модели (1,9° x 2,5°) для принудительного изменения модели урожая, и это также позволяет изменить дисперсию.

Модель урожая

Моделирование урожая использует Community Land Model версии 5 (CLM5crop) 41 , 42 , 43 в Community Earth System Model версии 2 (CESM2). Динамическая растительность не включена. CLM5crop имеет шесть активных культур: кукурузу, рис, сою, яровую пшеницу, сахарный тростник и хлопок, а также имитирует естественную растительность, такую как травы. В этом исследовании мы использовали урожай зерновых (кукурузы, риса, сои и яровой пшеницы) и трав. Хотя CLM5crop не имитирует озимую пшеницу, мы предполагаем, что производство озимой пшеницы изменяется на ту же величину, что и яровой пшеницы, что было обнаружено в других исследованиях 14 ; однако это может недооценивать реакцию озимой пшеницы, поскольку озимая пшеница будет испытывать более низкие температуры в период своего роста, которые с большей вероятностью пересекут критические пороговые значения 14 . Поверхностный озон и нисходящее ультрафиолетовое излучение также будут затронуты ядерной войной 36 , но CLM5crop не может учесть эти воздействия, которые могут усугубить потери. Кроме того, модель урожая не учитывает наличие опылителей, гибельный заморозок и альтернативные семена. Модель моделирует богарные и орошаемые культуры отдельно, и все представленные здесь результаты относятся к общему производству богарных и орошаемых культур. Орошаемые культуры моделируются в предположении, что доступность пресной воды не является ограниченной 43 . Хотя испарение уменьшается с охлаждением, возможно, что наш результат может недооценивать негативное влияние сокращения осадков, особенно для случаев крупных инъекций.

CLM5crop оценивался 41 с использованием наблюдений ФАО (средние значения за 1991–2010 гг.), и он достаточно хорошо воспроизводит наблюдаемую пространственную картину урожайности кукурузы, риса, сои и яровой пшеницы. Кроме того, временные ряды урожайности, смоделированные CLM5crop, сравниваются с данными ФАО с 2006 по 2018 гг., и CLM5crop достаточно хорошо представляет глобальное общее производство и среднюю урожайность кукурузы, риса, сои и яровой пшеницы 42 .

CLM5crop раскручивается на 1060 лет путем повторения последних 10 лет контроля CESM для достижения равновесия четырех пулов почвенного углерода. Моделирование урожая имеет то же разрешение, что и моделирование CESM (1,9° x 2,5°). Дата посадки урожая определяется по градусо-дням роста, а местоположение пахотных земель фиксировано для всех культур.

Модель рыболовства

Реакции рыб и рыболовства моделируются с помощью модели BiOeconomic mArine Trophic Size-spectrum (BOATS) 15 , 44 , 45 . BOATS использовалась для расчета структурированной по размеру биомассы коммерчески целевого вида рыб на основе сеточных (горизонтальное разрешение 1°) входных данных температуры поверхности моря и первичной продукции океанической сети из CESM. Модель также интерактивно моделирует рыболовное усилие и улов рыбы через биоэкономический компонент, который зависит от цены рыбы, стоимости рыбалки, уловистости и регулирования рыболовства 15 . Подробности можно найти в ссылке 15 и ссылках в ней.

Объединение данных по сельскохозяйственным культурам и морским рыбам

В дополнительной таблице 1 показано общее сокращение калорий для каждой из девяти ядерных держав только от моделируемых культур и морской рыбы. Данные по странам можно найти в дополнительной таблице 2 .

Для расчета калорий на национальном уровне, доступных из моделируемых культур и рыбы, мы взвешиваем производство по калорийности каждого типа пищи. Мы используем данные из ФАО 23 , 24 , 46 , 47 . Таким образом, снижение калорий на национальном уровне (%) от общего производства кукурузы, риса, сои, пшеницы и морской рыбы рассчитывается как:

$$w_mathrm{iy} = frac{{P_ic_iR_mathrm{iy}}}{{mathop {sum} olimits_{i = 1}^5 {P_ic_iR_mathrm{iy}} }}$$

(1)

и

$$R_y = mathop {sum}limits_{i = 1}^5 {R_{iy}w_{iy}} ,$$

(2)

где индекс i — кукуруза, рис, соя, пшеница или выловленная в дикой природе морская рыба, w iy — калорийность каждого товара по стране каждый год, Pi — национальное производство товара i в Продовольственном балансе ФАО (FBS) 23 , 24 , c i — количество калорий на 100 г сухой массы для каждого товара23 , R iy — сокращение национального производства (%) каждого товара в году y после ядерных войн, а R y — среднее по стране сокращение калорийности (%) пяти товаров в году y после ядерных войн.

Воздействие на другие типы продуктов питания

Другие культуры

Среднее национальное снижение калорийности (%) четырех моделируемых культур применяется к общему количеству калорий всех культур в 2010 году для оценки воздействия моделируемой ядерной войны на эту категорию.

Животноводство и аквакультура

Мы предполагаем, что эти два типа пищи имеют схожую реакцию на смоделированную ядерную войну, поскольку они предполагают кормление животных в относительно контролируемой среде. Для глобальных расчетов для скота мы предполагаем, что 46% кормятся пастбищами, а 54% кормятся сельскохозяйственными культурами и переработанными продуктами48, и используем данные национального уровня26 для расчета сокращения корма для скота за счет пастбищ и продуктов на основе сельскохозяйственных культур. Мы предполагаем, что производство животноводческой продукции линейно коррелирует с кормом. Годовой углерод листьев трав (как C3, так и C4) используется для оценки изменений пастбищ, а сокращение четырех смоделированных культур используется для изменений корма для сельскохозяйственных культур. Для аквакультуры кормом являются только сельскохозяйственные культуры и переработанные продукты, а производство также коррелирует с количеством корма, получаемого рыбой. Прямое воздействие изменения климата на скот и рыбу не учитывается.

В этом исследовании не рассматривается вылов рыбы во внутренних водоемах. Поскольку рыба во внутренних водоемах составляет всего 7% от общего объема производства рыбы 46 , добавление рыболовства во внутренних водоемах не изменит основных выводов этого исследования.

Международная торговля

Все расчеты торговли продовольственными товарами основаны на Товарном балансе ФАО 2010 года (FAO-CBS), FAO-FBS и обработанных данных предыдущих исследований 24 , 27 , 28 , 47. Этот набор данных содержит данные о производстве и использовании каждого продовольственного и непродовольственного сельскохозяйственного продукта для каждой страны, а также об импорте и экспорте и, таким образом, позволяет производить расчеты на национальной основе потребления продовольствия и доступности калорий.

Внутренняя доступность продовольствия в каждой стране определяется внутренним производством и запасами, уменьшенными экспортом и увеличенными импортом. Мы рассчитываем отсутствие международной торговли, применяя соотношение внутреннего производства и внутреннего предложения к каждой категории продуктов питания и производству продуктов питания в различных видах использования:

$$C_mathrm{еда - нетрейд} = C_mathrm{еда} imes frac{{P_mathrm{dp}}}{{P_mathrm{ds}}}$$

(3)

где C food — это поставка калорий на национальном уровне из разных типов продуктов питания 26 , 46 , C food-notrade — это поставка калорий на национальном уровне из разных типов продуктов питания при условии отсутствия международной торговли, P dp — это внутреннее производство на национальном уровне для каждого типа продуктов питания в FAO-CBS, а P ds — это внутреннее предложение на национальном уровне для каждого типа продуктов питания в FAO-CBS. Внутреннее предложение — это имеющееся на рынке продовольствие, включая внутреннее производство, экспорт и импорт.

Продовольственное использование кукурузы, сои, риса и пшеницы рассчитывается по данным FAO-CBS. В FAO-CBS продукты из кукурузы — это кукуруза и побочный продукт — масло зародышей кукурузы, продукты из сои — это соя и побочные продукты — соевое масло и соевый жмых, продукты из риса — это рис и побочный продукт — масло из рисовых отрубей, а продукт из пшеницы — это пшеница. Продукты для пищевых целей — это сумма продовольственных поставок в каждой категории и продукта переработки за вычетом общих побочных продуктов (разница включает переработку для получения спирта или сахара).

Расчет калорий

В случае с животноводством доступные калории на национальном уровне рассчитываются следующим образом:

$$egin{array}{*{20}{l}} {C_{L}} hfill & = hfill & {C_mathrm{plantbased} imes left( {1 - R_mathrm{cy}} ight) + C_mathrm{скот - жвачные} imes left( {1 - R_mathrm{трава}} ight)} hfill {} hfill & {} hfill & { + C_mathrm{скот - моногастричные} imes left( {1 - R_mathrm{cy}} ight) + C_mathrm{скот - моногастричные}}&& imes R_mathrm{трава} imes left( {1 - R_mathrm{cy}} ight) imes frac{{F_mathrm{жвачные - Cropfeed}}}{{F_mathrm{monogastric - Cropfeed}}} hfill {} hfill & {} hfill & { + C_mathrm{aquacultural} imes left( {1 - R_mathrm{cy}} ight) + C_mathrm{marine - catch} imes left( {1 - R_{mathrm{marine - catch} - y}} ight)} hfill {} hfill & {} hfill & { + left( {1 - R_mathrm{cy}} ight) imes C_mathrm{plantbased} imes frac{{f_mathrm{final - product - biofuel}}}{{f_mathrm{food}}}} hfill end{array}$$

(4)

где C L — калории, доступные в каждой стране L (ккал на душу населения в день) в случае с животноводством , C plantbased , C animal-ruminant и C animal-monogastric — калории, доступные из продуктов на растительной основе, жвачных и моногастричных27, а C aquaculture и C marine -catch рассчитываются путем умножения калорий, доступных из рыбы27, на соотношение аквакультуры и улова46 . R grass — изменение производства травы, а R marine-catch -y — изменение морского улова. F ruminant-cropfeed — доля корма для жвачных, а F monogastric-cropfeed — доля корма для моногастричных26 . R cy — изменение производства сельскохозяйственных культур, рассчитанное как:

$$w_mathrm{iy} = frac{{P_ic_iR_mathrm{iy}}}{{mathop {sum} olimits_{i = 1}^4 {P_ic_{iR_mathrm{iy}}} }},$$

(5)

и

$$R_mathrm{cy} = mathop {sum}limits_{i = 1}^4 {R_mathrm{iy}w_mathrm{iy}}$$

(6)

где индекс i - кукуруза, рис, соя или пшеница, w iy - калорийность каждого товара по стране каждый год, Pi - национальное производство товара i в ФАО-CBS 47 , c i - калорийность на 100 г розничного веса для каждого товара 23 и R iy - изменение национального производства (%) каждого товара в году y после ядерных войн. (f_mathrm{final - product - biofuel}) - доля конечного продукта биотоплива в продукте растительного происхождения, а f food - доля продовольствия в продукте растительного происхождения.

Для случая «Без скота» доступные калории на национальном уровне рассчитываются следующим образом:

$$egin{array}{*{20}{l}} {C_mathrm{NL}} hfill & = hfill & {C_mathrm{plantbased} imes left( {1 - R_mathrm{ cy}} ight) + C_mathrm{marine - catch} imes left( {1 - R_ {mathrm{marine - catch} - y}} ight)} hfill {} hfill & { } hfill & { + C_mathrm{plantbased} imes f_mathrm{feed - to - food} imes left( {1 - R_mathrm{cy}} ight) imes p_mathrm{feed - for - human}} hfill {} hfill & {} hfill & { + left( {1 - R_mathrm{cy}} ight) imes C_mathrm{plantbased} imes frac{{f_mathrm{final - продукт - биотопливо}}}{{f_mathrm{food}}}} hfill end{array}$$

(7)

C NL — это доступные калории на национальном уровне в случае отсутствия скота . f feed-to-food — это доля продовольственных культур, используемых в качестве корма, по отношению к их использованию в качестве пищи, рассчитанная на основе их калорийности26 . p feed -for-human — это процент зернового корма для скота, используемого для потребления человеком. Мы протестировали 0%, 20%, 40%, 50%, 60%, 80% и 100% и использовали 50% для Таблицы 2 и Рис. 4 .

Для случая частичного поголовья скота доступные калории на национальном уровне рассчитываются следующим образом:

$$egin{array}{*{20}{l}} {C_mathrm{PL}} hfill & = hfill & {C_mathrm{plantbased} imes left( {1 - R_mathrm{ cy}} ight) + C_mathrm{marine - catch} imes left( {1 - R_ {mathrm{marine - catch} - y}} ight)} hfill {} hfill & { } hfill & { + C_mathrm{plantbased} imes f_mathrm{feed - to - food} imes left( {1 - R_mathrm{cy}} ight) imes p_mathrm{feed - for - human}} hfill {} hfill & {} hfill & { + (1 - p_mathrm{feed - for - human}) imes left( {C_mathrm{скот - жвачные} imes left( {1 - R_mathrm{трава}} ight)} ight.} hfill {} hfill & {} hfill & { + C_ mathrm{скот - однокамерные} imes left( {1 - R_mathrm{cy}} ight)} hfill {} hfill & {} hfill & {left. { + C_mathrm{скот - моногастрический} imes R_mathrm{трава} imes left( {1 - R_mathrm{cy}} ight) imes frac{{F_mathrm{жвачные - корм для растений}}}{{F_mathrm {моногастричный - кормовой}}}} ight)} hfill {} hfill & {} hfill & { + left( {1 - R_mathrm{cy}} ight) imes C_mathrm{plantbased} imes frac{{f_mathrm{final - product - biofuel}}}{{f_mathrm{food}}}} hfill end{array}$$

(8)

C PL — это доступная калория на национальном уровне в случае частичного содержания скота . На основе предполагаемого процента корма для скота, который должен быть преобразован в потребление человеком, вместо того, чтобы тратить оставшуюся часть корма для скота, как в случае отсутствия скота , здесь мы используем оставшийся корм для скота для выращивания скота.

Процент бытовых отходов в стране рассчитывается по формуле:

$$P_mathrm{отходы} = 100\% imes frac{{C_mathrm{доступно} - C_{{mathop{{{ m{потребление}}}}}}}}{{C_mathrm{доступно}}}$$

(9)

P отходы — это процент национальных отходов домохозяйств от калорийности пищи в 2010 году, C доступные — это калорийность пищи в день на человека в каждой стране, а C потребление — это национальное потребление калорий в день на человека27 .

Потребность в калориях

Процент населения, поддерживаемый доступными калориями, рассчитанный для ответов «Скот», «Частичное скотоводство» и «Без скотоводства», указывает на макроуровневые последствия для продовольственной безопасности (рис. 4 ). Текущее среднее количество доступных человеку калорий составляет 2855 ккал на душу населения в день, включая потребление пищи и пищевые отходы (рис. 3 ). Потребности в калориях значительно различаются в зависимости от возраста, пола, размера, климата, уровня активности и сопутствующих заболеваний. В работе 27 была оценена доступность калорий на национальном уровне, потребление калорий, калории из растительных продуктов, скота и рыбы, а также рассчитано потребление калорий для населения с недостаточным весом с текущей физической активностью для населения с недостаточным весом с малоподвижной физической активностью и потреблением калорий ниже базового уровня метаболизма. Мы предполагаем, что потребление калорий для населения с недостаточным весом с текущей физической активностью необходимо для поддержания жизни и регулярной трудовой деятельности.

Неопределенности

Эта работа была выполнена с одной моделью системы Земли, только с одним членом ансамбля для всех случаев с выбросами сажи >5 Tg, только одной моделью урожая и только одной моделью рыболовства. Для случая 5 Tg и контроля есть три члена ансамбля, но используются только средние ансамбли. Три члена ансамбля для случая 5 Tg очень похожи (Дополнительный рис. 8 ), поэтому изменчивость климата для больших воздействий будет намного меньше сигнала.

CESM — это современная климатическая модель, и ее моделирование последствий ядерной войны было почти идентичным моделированию с другими моделями для случаев 5 Тг (ссылки 49 , 50 ) и 150 Тг (ссылка 9 ). Однако дальнейшее развитие климатических моделей, например включение органического углерода в выбросы при пожарах и лучшее моделирование роста аэрозолей и взаимодействия с окружающей средой, может улучшить прогнозирование климата после ядерной войны.

CLM5crop и BOATS также являются современными моделями, но будущие моделирования с другими моделями, безусловно, будут полезны. CLM5crop хорошо сравнивается с другими моделями сельскохозяйственных культур в ответ на воздействие ядерной войны 14 (Дополнительный рис. 2 ). Если уж на то пошло, CLM5crop недооценивает реакцию сельскохозяйственных культур на ядерную войну (рис. 2 и Дополнительный рис. 2 ). Поскольку большинство моделей сельскохозяйственных культур были разработаны для текущего или более теплого климата, необходимы дальнейшие исследования, чтобы понять, как сельскохозяйственные культуры реагируют на внезапно похолодавшую окружающую среду. Наше исследование является первым шагом к выявлению национальной продовольственной безопасности после ядерных войн, но сельскохозяйственные культуры могут по-разному реагировать на одно и то же воздействие в каждой стране, учитывая разные методы ведения сельского хозяйства. Кроме того, для полного изучения этой проблемы будет необходима многомодельная оценка, а разработки моделей сельскохозяйственных культур важны для понимания воздействия поверхностного озона, ультрафиолетового излучения и доступности пресной воды. Кроме того, локальное радиоактивное загрязнение и изменение климата в результате ядерной войны повлияют на сообщество насекомых. Влияние на вредителей, опылителей и других насекомых неясно, поэтому необходимы дальнейшие исследования.

Некоторые предположения в этом исследовании могут быть рассмотрены в будущей работе. Например, чтобы отключить международную торговлю, отношение местного производства к внутреннему предложению применяется на национальном уровне. Также, чтобы рассчитать национальное потребление калорий после ядерных войн, мы предполагаем, что еда равномерно распределена в каждой стране. Экономические модели будут необходимы для дальнейшего понимания вклада торговли и местных систем распределения продовольствия в потребление калорий человеком после ядерных войн.

В этом исследовании используется потребление калорий из ref. 27 , а потери пищи при сборе урожая не учитываются. Если поведение человека и пищевая промышленность существенно изменятся, это повлияет на наши выводы.

Резюме отчета

Дополнительную информацию о дизайне исследования можно найти в Резюме отчета о научных исследованиях Nature, ссылка на которое приведена в этой статье.

Наличие данных

Данные об урожайности, производстве травы, национальном корме для скота, национальной калорийности и национальном использовании растительных продуктов доступны по адресу https://osf.io/YRBSE/ . Дополнительные данные, подтверждающие выводы этого исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу.

Наличие кода

Исходный код модели CESM(WACCM), использованной в данном исследовании, находится в свободном доступе по адресу https://www.cesm.ucar.edu/working_groups/Whole-Atmosphere/code-release.html , а код для CLM5 доступен по адресу https://www.cesm.ucar.edu/models/cesm2/land/ .

Источник: www.nature.com

Комментарии: