Por décadas, La comprensión del comportamiento de una nube en forma de hongo nuclear se realizó mediante un análisis cuidadoso de las observaciones realizadas durante la era de las pruebas. Fotos antiguas, La película obsoleta y los datos meteorológicos incompletos dificultaban los cálculos precisos. Ahora, con resultados publicados en Ambiente Atmosférico , Los científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) están mejorando nuestra comprensión del aumento de las nubes nucleares utilizando una herramienta de modelado meteorológico ampliamente adoptada y fuertemente validada.

El modelo de Investigación y Pronóstico del Tiempo (WRF) ha sido un pilar en el pronóstico del tiempo y el modelado de nubes durante décadas. El código fuente del modelo es mantenido por el Centro Nacional de Investigación Atmosférica, pero está desarrollado por la comunidad, utilizando varias contribuciones de investigadores de LLNL. En particular, la versión LLNL de WRF se utiliza en el Centro Nacional de Asesoramiento sobre Liberaciones Atmosféricas para simular el movimiento y la turbulencia de las partículas en el aire que fluyen alrededor de las características del terreno y los edificios. En comparación con las simulaciones de menor fidelidad que se utilizan a menudo para modelar el aumento de la nube para la respuesta de emergencia, un modelo basado en WRF de una nube nuclear incorpora condiciones meteorológicas variables en el tiempo para la ubicación exacta en estudio. Esta adaptabilidad y alta resolución atrajeron a uno de los autores del artículo, Katie Lundquist, ingeniera mecánica de Livermore.

"Debido a que tenemos mucha experiencia en el desarrollo del modelo para resoluciones de escala de metro, pensamos que este modelo era muy adecuado para modelar el aumento de la nube, ", dijo. Otros coautores del artículo incluyen a Robert Arthur, Jeffrey Mirocha, Stephanie Neuscamman, Yuliya Kanarska y John Nasstrom.

Si bien muchas de las pruebas atmosféricas de EE. UU. Se realizaron en el ambiente árido de Nevada, Lundquist dijo:un evento nuclear futuro podría ocurrir en cualquier lugar.

"Debe utilizar un modelo que tenga capacidades predictivas para estos entornos complicados, ", dijo." Un modelo meteorológico es la elección perfecta porque se utiliza operativamente para predecir el tiempo en todo el mundo ".

Los investigadores utilizaron el 8 de mayo, Evento "Encore" de 1953 como base para probar su hipótesis WRF. Usando datos de reanálisis atmosférico global para simular las condiciones en esa fecha, alimentaron el modelo WRF con los parámetros de una bola de fuego nuclear y marcaron la resolución en consecuencia. Después de ejecutar el modelo, su simulación coincidía notablemente bien con las fotos de 1953.

"Nos sorprendió que coincidiera tan bien, "dijo Lundquist, quien habló recientemente con LiveScience sobre cómo se forman las nubes en forma de hongo en una explosión nuclear. "La simulación de subida de nubes puede igualar la tasa de subida y la altura de estabilización, así como pequeñas características cualitativas como la inclinación del toro en la nube y el momento en que el toro se descompone para convertirse en una nube más turbulenta. Quedamos muy satisfechos con nuestros resultados, y me sorprendió que tuviéramos que hacer muy pocos ajustes para que estos resultados se vieran tan bien como se ven ".

Parte del crédito pertenece al modelo WRF, dijo Lee Glascoe, Líder del Programa del Equipo de Apoyo a Emergencias Nucleares del LLNL. "Este modelo meteorológico se ha utilizado durante unos 20 años, por lo que se ha validado mucho este modelo, ", dijo." Creo que nos estamos beneficiando de los últimos 20 años de investigación y pronóstico del clima que ha sucedido dentro de este modelo. Es realmente una gran herramienta para lo que estamos haciendo ".

La financiación para la investigación sobre el aumento de las nubes provino del programa de Investigación y Desarrollo Dirigido por Laboratorios y de la Oficina de Respuesta a Incidentes Nucleares. mientras que los fondos para las capacidades de modelado de alta resolución también provienen de la Oficina de Tecnologías de Energía Eólica del Departamento de Energía.

Glascoe agregó que la investigación hubiera sido imposible sin las capacidades de simulación de alta resolución que Lundquist y su equipo desarrollaron e incorporaron al modelo WRF. La sofisticación mejorada de WRF permite que la simulación de nubes prediga la "lluvia" de partículas radiactivas, particularmente en algún lugar con más humedad atmosférica. Todo el trabajo innovador en Lawrence Livermore está creando un modelo aplicable a una amplia gama de condiciones ambientales, de un seco, entorno rural como el sitio de pruebas de Nevada, a un ambiente húmedo o un área urbana densamente poblada.

"Nadie tiene la capacidad para eso excepto Livermore, ", Dijo Lundquist." Todo vuelve a la idea de que necesitamos pronosticar las consecuencias de las emisiones atmosféricas peligrosas. Tenemos la misión operativa para hacer eso. Toda esta investigación terminará en operaciones y mejorará nuestras predicciones ".