ฤดูหนาวนิวเคลียร์เป็น ปรากฏการณ์ การเย็นตัวของสภาพภูมิอากาศโลก ที่รุนแรงและยาวนาน ซึ่งมีสมมติฐานว่า^{[ 2 ] [ 3 ]}จะเกิดขึ้นหลังจากเกิดพายุไฟ ในเมืองอย่างกว้างขวางหลัง สงครามนิวเคลียร์ขนาดใหญ่^{[ 4 ]}สมมติฐานนี้ตั้งอยู่บนข้อเท็จจริงที่ว่าไฟดังกล่าวสามารถพ่นเขม่าเข้าไปในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ซึ่งสามารถปิดกั้นแสงแดดโดยตรง บางส่วนไม่ให้ ส่องลงมาถึงพื้นผิวโลกได้ มีการคาดการณ์ว่าการเย็นตัวที่เกิดขึ้น ซึ่งโดยทั่วไปกินเวลานานนับทศวรรษ จะนำไปสู่ความล้มเหลวของพืชผล อย่างกว้างขวาง ภาวะอดอยากจากนิวเคลียร์ทั่วโลกและการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ของสัตว์^{[ 5 ] [ 6 ]}

นักวิจัยด้านสภาพภูมิอากาศศึกษาฤดูหนาวนิวเคลียร์ผ่านแบบจำลองคอมพิวเตอร์และสถานการณ์ ผลลัพธ์ขึ้นอยู่กับผลผลิตนิวเคลียร์จำนวนเมืองเป้าหมายปริมาณวัสดุไวไฟและสภาพแวดล้อมในชั้นบรรยากาศการพาความร้อนและระยะเวลาของพายุไฟ กรณีศึกษาพายุไฟ ได้แก่ การทิ้งระเบิด ในสงครามโลกครั้งที่สองที่ฮิโรชิมาโตเกียวฮัมบูร์ก เดรสเดนและลอนดอน [ ^{7 ] และการ สังเกตการณ์} สมัยใหม่จาก ไฟป่าในพื้นที่ขนาดใหญ่เช่นไฟป่าบริติชโคลัมเบียในปี 2021 ^{[ 4 ] [ 8 ] [ 9 ]}

การศึกษาชี้ให้เห็นว่าสงครามนิวเคลียร์เต็มรูปแบบซึ่งใช้อาวุธนิวเคลียร์หลายพันลูกในคลังแสงที่ใหญ่ที่สุดของรัสเซียและสหรัฐอเมริกาอาจทำให้อุณหภูมิโลกลดลงมากกว่า 5 องศาเซลเซียส ซึ่งเกินกว่ายุคน้ำแข็งครั้งสุดท้ายตามแบบจำลองเหล่านี้ ผู้คน 5 พันล้านคนจะเสียชีวิตจากความอดอยากภายใน 2 ปี และสัตว์ 40-50% จะสูญพันธุ์ [ ^{10 ] การ}ศึกษาเกี่ยวกับสงครามนิวเคลียร์ระดับภูมิภาคที่เกี่ยวข้องกับอาวุธนิวเคลียร์หลายร้อยลูก เช่น ระหว่างอินเดียและปากีสถานอาจทำให้อุณหภูมิโลกลดลงอีกไม่กี่องศา คุกคามผู้คนมากถึง 2 พันล้านคน และทำให้สัตว์ 10-20% สูญพันธุ์^{[ 6 ] [ 11 ] [ 12 ]}อย่างไรก็ตาม ยังคงมีช่องว่างมากมายในการทำความเข้าใจและการสร้างแบบจำลองผลกระทบของสงครามนิวเคลียร์^{[ 13 ]}

"ฤดูหนาวนิวเคลียร์" หรือที่เรียกกันในตอนแรกว่า "สนธยานิวเคลียร์" เริ่มถูกพิจารณาว่าเป็นแนวคิดทางวิทยาศาสตร์ในช่วงทศวรรษ 1980 หลังจากที่เห็นได้ชัดว่าสมมติฐานก่อนหน้านี้ที่ทำนายว่าการปล่อยก๊าซNOx ที่เกิดจากลูกไฟ จะทำลาย ชั้นโอโซน นั้น เริ่มหมดความน่าเชื่อถือ^{[ 14 ]}ในบริบทนี้ ผลกระทบทางภูมิอากาศของเขม่าจากไฟไหม้กลายเป็นจุดสนใจใหม่ของผลกระทบทางภูมิอากาศของสงครามนิวเคลียร์^{[ 15 ] [ 16 ]}ในแบบจำลองสถานการณ์เหล่านี้ สันนิษฐานว่าเมฆเขม่าต่างๆ ที่มีปริมาณเขม่าไม่แน่นอนจะก่อตัวขึ้นเหนือเมืองโรงกลั่นน้ำมันและไซโลขีปนาวุธ ในชนบท เมื่อนักวิจัยกำหนดปริมาณเขม่าแล้ว ผลกระทบทางภูมิอากาศของเมฆเขม่าเหล่านี้ก็จะถูกจำลองขึ้น^{[ 17 ]}คำว่า "ฤดูหนาวนิวเคลียร์" เป็นคำศัพท์ใหม่ ที่ Richard P. Turcoบัญญัติขึ้นในปี 1983 โดยอ้างอิงถึงแบบจำลองคอมพิวเตอร์หนึ่งมิติที่สร้างขึ้นเพื่อตรวจสอบแนวคิด "สนธยานิวเคลียร์" แบบจำลองนี้คาดการณ์ว่าเขม่าและ ควันจำนวนมหาศาลจะลอยอยู่ในอากาศเป็นเวลาหลายปี ส่งผลให้เกิดการลดลงของอุณหภูมิอย่างรุนแรงทั่วทั้งโลก

หลังจากความล้มเหลวของการคาดการณ์เกี่ยวกับผลกระทบของไฟไหม้น้ำมันในคูเวต ปี 1991 ซึ่งจัดทำโดยทีมนักวิทยาศาสตร์ภูมิอากาศหลักที่สนับสนุนสมมติฐานดังกล่าว กว่าทศวรรษผ่านไปโดยไม่มีเอกสารตีพิมพ์ใหม่เกี่ยวกับหัวข้อนี้ เมื่อไม่นานมานี้ ทีมผู้สร้างแบบจำลองที่มีชื่อเสียงจากทศวรรษ 1980 ได้เริ่มเผยแพร่ผลลัพธ์ของแบบจำลองคอมพิวเตอร์อีกครั้ง แบบจำลองใหม่เหล่านี้ให้ผลลัพธ์โดยทั่วไปเหมือนกับแบบจำลองเก่า กล่าวคือ การจุดไฟพายุ 100 ครั้ง ซึ่งแต่ละครั้งมีความรุนแรงเทียบเท่ากับที่สังเกตได้ในฮิโรชิมาในปี 1945 สามารถสร้างฤดูหนาวนิวเคลียร์ "ขนาดเล็ก" ได้^{[ 7 ] [ 18 ]}พายุไฟเหล่านี้จะส่งผลให้มีการฉีดเขม่า (โดยเฉพาะคาร์บอนดำ ) เข้าสู่ชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ของโลก ทำให้เกิดผลกระทบต่อต้านเรือนกระจกที่จะลดอุณหภูมิพื้นผิวโลก ความรุนแรงของการลดอุณหภูมิใน แบบจำลองของ Alan Robockชี้ให้เห็นว่าผลิตภัณฑ์สะสมจากพายุไฟ 100 ลูกสามารถลดอุณหภูมิโลกได้ประมาณ 1 องศาเซลเซียส (1.8 องศาฟาเรนไฮต์) ซึ่งจะช่วยลดขนาดของภาวะโลกร้อนที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ได้ อย่างมาก ในช่วงประมาณสองถึงสามปีข้างหน้า^{[ 19 ]} Robock และผู้ร่วมงานของเขาได้จำลองผลกระทบต่อการผลิตอาหารทั่วโลก และคาดการณ์ว่าการปล่อยเขม่ามากกว่า 5 เทรากรัมเข้าสู่ชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์จะนำไปสู่การขาดแคลนอาหารครั้งใหญ่ที่คงอยู่เป็นเวลาหลายปี ตามแบบจำลองของพวกเขา การผลิตปศุสัตว์และอาหารทางน้ำจะไม่สามารถชดเชยผลผลิตพืชผลที่ลดลงในเกือบทุกประเทศได้ และมาตรการปรับตัว เช่น การลดขยะอาหาร จะมีผลกระทบจำกัดต่อการเพิ่มปริมาณแคลอรี่ที่มีอยู่^{[ 20 ] [ 21 ]}

เนื่องจากไม่จำเป็นต้องจุดระเบิดอุปกรณ์นิวเคลียร์เพื่อจุดไฟพายุ ดังนั้นคำว่า "ฤดูหนาวนิวเคลียร์" จึงเป็นคำที่ไม่ถูกต้องนัก^{[ 22 ]}เอกสารส่วนใหญ่ที่ตีพิมพ์ในหัวข้อนี้ระบุว่า หากไม่มีเหตุผลเชิงคุณภาพ การระเบิดนิวเคลียร์เป็นสาเหตุของผลกระทบจากพายุไฟที่จำลองขึ้น ปรากฏการณ์เดียวที่จำลองโดยคอมพิวเตอร์ในเอกสารเกี่ยวกับฤดูหนาวนิวเคลียร์คือ ตัวแทน บังคับสภาพภูมิอากาศของเขม่าพายุไฟ ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ที่สามารถจุดไฟและก่อตัวขึ้นได้ด้วยวิธีการมากมาย^{[ 22 ]}แม้ว่าจะไม่ค่อยมีการกล่าวถึง แต่ผู้สนับสนุนสมมติฐานนี้ระบุว่าผลกระทบ "ฤดูหนาวนิวเคลียร์" แบบเดียวกันจะเกิดขึ้นหากมีการจุดไฟพายุแบบดั้งเดิมขนาดใหญ่ 100 ครั้ง^{[ 23 ]}

พายุไฟจำนวนมหาศาลนับพันลูกเป็นสมมติฐานเบื้องต้นของผู้สร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์ที่บัญญัติศัพท์นี้ขึ้นในช่วงทศวรรษ 1980 มีการคาดการณ์ว่าสิ่งเหล่านี้อาจเป็นผลลัพธ์จากการ ใช้ อาวุธนิวเคลียร์ระเบิดกลางอากาศ เพื่อตอบโต้เป้าหมายขนาดใหญ่ในช่วง สงครามเต็มรูปแบบระหว่างอเมริกาและโซเวียตพายุไฟจำนวนมากเหล่านี้ ซึ่งไม่ได้มีการจำลองไว้^{[ 17 ]}ถูกนำเสนอว่าทำให้เกิดสภาวะฤดูหนาวนิวเคลียร์อันเป็นผลมาจากควันที่ป้อนเข้าไปในแบบจำลองสภาพภูมิอากาศต่างๆ โดยความหนาวเย็นอย่างรุนแรงอาจกินเวลานานถึงหนึ่งทศวรรษ ในช่วงเวลานี้ อุณหภูมิเฉลี่ยในฤดูร้อนอาจลดลงถึง 20 °C (36 °F) ในพื้นที่เกษตรกรรมหลักของสหรัฐอเมริกา ยุโรป และจีน และมากถึง 35 °C (63 °F) ในรัสเซีย^{[ 24 ]}ความหนาวเย็นนี้จะเกิดขึ้นเนื่องจากการลดลง 99% ของรังสีจากดวงอาทิตย์ ตามธรรมชาติ ที่มาถึงพื้นผิวโลกในช่วงไม่กี่ปีแรก และค่อยๆ จางหายไปในช่วงหลายทศวรรษ^{[ 25 ]}

นับตั้งแต่มีการคิดค้นการถ่ายภาพที่บันทึกหลักฐานของเมฆสูง^{[ 26 ]}เป็นที่ทราบกันดีว่าพายุไฟสามารถพ่นควันเขม่าและละอองลอยเข้าไปในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ได้ แต่ระยะเวลาการคงอยู่ของละอองลอยเหล่านี้เป็นสิ่งที่ไม่ทราบแน่ชัด โดยไม่ขึ้นอยู่กับทีมที่ยังคงเผยแพร่แบบจำลองทางทฤษฎีเกี่ยวกับฤดูหนาวนิวเคลียร์ ในปี 2549 ไมค์ ฟรอมม์จากห้องปฏิบัติการวิจัยกองทัพเรือได้ค้นพบจากการทดลองว่าการเกิดพายุไฟป่าขนาดใหญ่ตามธรรมชาติแต่ละครั้ง ซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าที่สังเกตได้ที่ฮิโรชิมามาก สามารถสร้างผลกระทบ "ฤดูหนาวนิวเคลียร์" เล็กน้อยได้ โดยมีอุณหภูมิพื้นผิวลดลงเล็กน้อยจนแทบวัดไม่ได้เป็นเวลาประมาณหนึ่งเดือน ซึ่งจำกัดอยู่เฉพาะซีกโลกที่เกิดการเผาไหม้^{[ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]}สิ่งนี้ค่อนข้างคล้ายคลึงกับการปะทุของภูเขาไฟที่เกิดขึ้นบ่อยครั้งซึ่งพ่นซัลเฟตเข้าไปในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์และทำให้เกิดผลกระทบ ฤดูหนาวจากภูเขาไฟ เล็กน้อยหรือแทบไม่มีเลย

ชุดเครื่องมือตรวจวัดเขม่าจากพายุไฟที่ติดตั้งบนดาวเทียมและเครื่องบินเป็นแนวหน้าของความพยายามที่จะกำหนดอายุขัย ปริมาณ ความสูงของการฉีด และคุณสมบัติทางแสงของควันดัง กล่าวอย่างแม่นยำ ^{[ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]}ข้อมูลเกี่ยวกับคุณสมบัติทั้งหมดเหล่านี้มีความจำเป็นต่อการตรวจสอบความยาวและความรุนแรงของผลกระทบการระบายความร้อนของพายุไฟอย่างแท้จริง โดยไม่ขึ้นอยู่กับการคาดการณ์แบบจำลองคอมพิวเตอร์ของฤดูหนาวนิวเคลียร์

ปัจจุบัน จากข้อมูลการติดตามจากดาวเทียม พบว่าละอองควันในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์จะสลายตัวภายในระยะเวลาประมาณสองเดือน^{[ 32 ]} ยังคงต้อง มี การตรวจ สอบจุดเปลี่ยนไปสู่สภาวะใหม่ในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ที่ละอองควันจะไม่ถูกกำจัดออกไปภายในกรอบเวลาดังกล่าว^{[ 32 ]}

สถานการณ์ฤดูหนาวนิวเคลียร์สมมติว่าพายุไฟในเมือง 100 แห่งหรือมากกว่า^{[ 1 ] [ 35 ]}ถูกจุดประกายโดยการระเบิดนิวเคลียร์ [ ^{36 ]}และพายุไฟจะยกควันเขม่าจำนวนมากขึ้นสู่ชั้นโทรโปส เฟียร์ตอนบนและชั้นสตราโตสเฟี ^ยร์ตอนล่างโดยการเคลื่อนที่ของเมฆไพโรคิวมูลอนิมบัสที่ก่อตัวขึ้นระหว่างพายุไฟ ที่ระดับความสูง 10–15 กิโลเมตร (6–9 ไมล์) เหนือพื้นผิวโลก การดูดซับแสงอาทิตย์อาจทำให้เขม่าในควันร้อนขึ้นอีก ยกบางส่วนหรือทั้งหมดขึ้นสู่ชั้นสตราโตสเฟียร์ซึ่งควันอาจคงอยู่ได้นานหลายปีหากไม่มีฝนตกมาชะล้างออกไป อนุภาคละอองลอยนี้อาจทำให้ชั้นสตราโตสเฟียร์ร้อนขึ้นและป้องกันไม่ให้แสงอาทิตย์บางส่วนส่องลงมาถึงพื้นผิว ทำให้อุณหภูมิพื้นผิวลดลงอย่างมาก ในสถานการณ์นี้ คาดการณ์ว่าอุณหภูมิอากาศพื้นผิวจะเท่ากับหรือเย็นกว่าฤดูหนาวของภูมิภาคใดภูมิภาคหนึ่งเป็นเวลาหลายเดือนถึงหลายปีติดต่อกัน

ชั้นผกผันที่เสถียรของเขม่าร้อนที่จำลองขึ้นระหว่างชั้นโทรโปสเฟียร์และชั้นสตราโตสเฟียร์สูงซึ่งก่อให้เกิดผลต้านเรือนกระจกนั้นถูกเรียกว่า "สโมกโคสเฟียร์" โดยStephen Schneiderและคณะในบทความปี 1988 ของพวกเขา^{[ 3 ] [ 37 ] [ 38 ]}

แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วแบบจำลองสภาพภูมิอากาศจะพิจารณาถึงพายุไฟในเมือง แต่พายุไฟเหล่านี้ไม่จำเป็นต้องถูกจุดโดยอุปกรณ์นิวเคลียร์^{[ 22 ]}แหล่งกำเนิดประกายไฟแบบดั้งเดิมมากกว่าสามารถเป็นประกายไฟของพายุไฟได้ ก่อนที่จะเกิดผลกระทบจากความร้อนของแสงอาทิตย์ที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ ความสูงของการพุ่งของเขม่าจะถูกควบคุมโดยอัตราการปล่อยพลังงานจากเชื้อเพลิงของพายุไฟ ไม่ใช่ขนาดของการระเบิดนิวเคลียร์เริ่มต้น^{[ 35 ]}ตัวอย่างเช่นเมฆรูปเห็ดจากระเบิดที่ทิ้งลงบนฮิโรชิมามีความสูงถึงหกกิโลเมตร (ชั้นโทรโพสเฟียร์ตอนกลาง) ภายในไม่กี่นาทีแล้วก็สลายไปเนื่องจากลม ในขณะที่ไฟแต่ละจุดภายในเมืองใช้เวลาเกือบสามชั่วโมงในการก่อตัวเป็นพายุไฟและสร้าง เมฆ ไพโรคิวมู ลัส ซึ่งเป็นเมฆที่สันนิษฐานว่ามีความสูงถึงชั้นโทรโพสเฟียร์ตอนบน เนื่องจากในช่วงเวลาหลายชั่วโมงของการเผาไหม้ พายุไฟได้ปล่อยพลังงานออกมาประมาณ 1,000 เท่าของพลังงานจากระเบิด^{[ 39 ]}

เนื่องจากผลกระทบจากการระเบิดนิวเคลียร์ไม่ได้มีลักษณะเฉพาะที่โดดเด่น^{[ 40 ]}ผู้ที่มีประสบการณ์ในการทิ้งระเบิดเชิงยุทธศาสตร์ จึงประเมินว่า เนื่องจากเมืองนี้มีความเสี่ยงต่อการเกิดพายุไฟ ความรุนแรงของไฟและความเสียหายของอาคารที่เกิดขึ้นที่ฮิโรชิม่าจาก ระเบิดนิวเคลียร์ขนาด 16 กิโลตัน เพียงลูกเดียวจาก เครื่องบินทิ้งระเบิด B-29 เพียงลำ เดียวอาจเกิดขึ้นได้จากการใช้ระเบิดเพลิง แบบธรรมดาประมาณ 1.2 กิโลตันจากเครื่องบิน B-29 จำนวน 220 ลำที่กระจายอยู่ทั่วเมือง^{[ 40 ] [ 41 ] [ 42 ]}

ในขณะที่พายุไฟแห่งเดรสเดนและฮิโรชิมา และไฟไหม้ครั้งใหญ่ในโตเกียวและนางาซากิ เกิดขึ้นภายในเวลาเพียงไม่กี่เดือนในปี 1945 พายุไฟแห่งฮัมบูร์กที่รุนแรงกว่าและ จุดไฟตามปกติ เกิดขึ้นในปี 1943 แม้จะมีการแยกกันในด้านเวลา ความรุนแรง และพื้นที่ที่ถูกเผาไหม้ ผู้สร้างแบบจำลองชั้นนำของสมมติฐานระบุว่าไฟไหม้ทั้งห้าครั้งนี้อาจทำให้เกิดควันในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์มากถึง 5 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับไฟไหม้ที่จุดด้วยนิวเคลียร์ 100 ครั้งตามสมมติฐานที่กล่าวถึงในแบบจำลองสมัยใหม่^{[ 23 ]}แม้ว่าจะเชื่อกันว่าผลกระทบต่อการลดอุณหภูมิของสภาพภูมิอากาศจากมวลเขม่าที่ถูกฉีดเข้าไปในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์โดยพายุไฟ 100 ครั้ง (หนึ่งถึงห้าล้านเมตริกตัน ) จะสามารถตรวจจับได้ด้วยเครื่องมือทางเทคนิคในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง แต่ 5 เปอร์เซ็นต์ของสิ่งนั้นจะไม่สามารถสังเกตได้ในเวลานั้น^{[ 23 ]}

ระยะเวลาที่แน่นอนของควันนี้จะคงอยู่ และด้วยเหตุนี้ควันนี้จะส่งผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศอย่างรุนแรงเพียงใดเมื่อมันไปถึงชั้นสตราโตสเฟียร์ ขึ้นอยู่กับกระบวนการกำจัดทั้งทางเคมีและทางกายภาพ^{[ 17 ]}

กลไกการกำจัดทางกายภาพที่สำคัญที่สุดคือ " การตกเป็นฝน " ทั้งในช่วง "คอลัมน์ การพาความร้อนที่ขับเคลื่อนด้วยไฟ" ซึ่งทำให้เกิด " ฝนดำ " ใกล้กับจุดเกิดไฟ และการตกเป็นฝนหลังจากที่กลุ่มควันจากการพาความร้อนกระจายตัวออกไป ซึ่งควันจะไม่เข้มข้นอีกต่อไป และเชื่อว่า "การกำจัดแบบเปียก" มีประสิทธิภาพมาก^{[ 43 ]}อย่างไรก็ตาม กลไกการกำจัดที่มีประสิทธิภาพเหล่านี้ในชั้นโทรโพสเฟียร์ถูกหลีกเลี่ยงใน การศึกษา ของ Robock ปี 2007 ซึ่งแบบจำลองความร้อนจากแสงอาทิตย์ทำให้เขม่าลอยขึ้นสู่ชั้นสตราโตสเฟียร์อย่างรวดเร็ว "แยก" หรือแยกอนุภาคเขม่าสีเข้มออกจาก ไอน้ำ สีขาวที่ ควบแน่นในเมฆไฟ^{[ 44 ]}

เมื่ออยู่ในชั้นสตราโตสเฟียร์^กลไก การกำจัด ทางกายภาพที่ส่งผลต่อระยะเวลาการคงอยู่ของอนุภาคเขม่า ได้แก่ ความเร็วในการชนและการรวมตัว ของละอองเขม่า กับอนุภาคอื่น ๆ ผ่านการเคลื่อนที่แบบบราวน์ [ ^{17 ] [ 45 ] [ 46 ]}และการตกลงมาจากชั้นบรรยากาศผ่านการตกตะกอนแบบแห้ง ที่ขับเคลื่อนด้วยแรงโน้ม ^{ถ่วง [ 46} ] ^{และระยะ}เวลาที่ใช้สำหรับ " ผลกระทบโฟเรติก " ในการเคลื่อนย้ายอนุภาคที่รวมตัวกันไปยังระดับที่ต่ำกว่าในชั้นบรรยากาศ^{[ 17 ]}ไม่ว่าจะโดยการรวมตัวกันหรือผลกระทบโฟเรติก เมื่อละอองควันอยู่ในระดับชั้นบรรยากาศที่ต่ำกว่านี้การโปรยเมฆสามารถเริ่มต้นได้ ทำให้ฝนชะล้างละอองควันออกจากชั้นบรรยากาศโดยกลไก การตกตะกอนแบบเปียก

กระบวนการทางเคมีที่ส่งผลต่อการกำจัดขึ้นอยู่กับความสามารถของเคมีบรรยากาศในการออกซิไดซ์ส่วนประกอบคาร์บอนของควันผ่านปฏิกิริยากับสารออกซิไดซ์ เช่นโอโซนและไนโตรเจนออกไซด์ซึ่งพบได้ในทุกระดับของบรรยากาศ^{[ 47 ] [ 48 ]}และยังเกิดขึ้นในความเข้มข้นที่มากขึ้นเมื่ออากาศถูกทำให้ร้อนถึงอุณหภูมิสูง

ข้อมูลทางประวัติศาสตร์เกี่ยวกับระยะเวลาการคงอยู่ของละอองลอย แม้ว่า จะเป็น ส่วนผสมของละอองลอยที่แตกต่างกันในกรณีนี้คือละอองลอยกำมะถันในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์และเถ้าภูเขาไฟจาก การระเบิด ของภูเขาไฟขนาดใหญ่ดูเหมือนว่าจะอยู่ในช่วงเวลา 1-2 ปี^{[ 49 ]}อย่างไรก็ตาม ปฏิสัมพันธ์ระหว่างละอองลอยกับบรรยากาศยังคงไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้^{[ 50 ] [ 51 ]}

ละอองเขม่าสามารถมีคุณสมบัติที่หลากหลาย รวมถึงรูปร่างที่ซับซ้อน ทำให้ยากต่อการกำหนด ค่า ความลึกเชิงแสง ของบรรยากาศที่เปลี่ยนแปลงไป เชื่อกันว่าสภาวะที่เกิดขึ้นระหว่างการก่อตัวของเขม่ามีความสำคัญอย่างมากต่อคุณสมบัติสุดท้าย โดยเขม่าที่เกิดขึ้นในช่วงประสิทธิภาพการเผาไหม้ ที่สูงกว่านั้น ถือว่าเป็น " คาร์บอนดำ ธาตุ " เกือบทั้งหมด ในขณะที่ในช่วงประสิทธิภาพการเผาไหม้ที่ต่ำกว่านั้น จะมีเชื้อเพลิง ที่เผาไหม้ไม่สมบูรณ์ /ออกซิไดซ์อยู่เป็นจำนวนมาก สารอินทรีย์ที่เผาไหม้ไม่สมบูรณ์เหล่านี้ มักจะก่อตัวเป็นก้อนน้ำมันดินและคาร์บอนสีน้ำตาลในระหว่างไฟป่าที่มีความรุนแรงต่ำ และยังสามารถเคลือบอนุภาคคาร์บอนดำที่บริสุทธิ์กว่าได้อีกด้วย^{[ 52 ] [ 53 ] [ 54 ]}อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเขม่าที่มีความสำคัญมากที่สุดคือเขม่าที่ถูกฉีดเข้าไปในระดับความสูงสูงสุดโดยการพาความร้อนของพายุไฟ ซึ่งเป็นไฟที่ได้รับเชื้อเพลิงจากลมพายุ จึงมีการประมาณการว่าเขม่าส่วนใหญ่ภายใต้สภาวะเหล่านี้คือคาร์บอนดำที่ถูกออกซิไดซ์มากกว่า^{[ 55 ]}

การศึกษาที่นำเสนอในการประชุมประจำปีของAmerican Geophysical Unionในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2549 พบว่าแม้แต่สงครามนิวเคลียร์ระดับภูมิภาคขนาดเล็กก็อาจทำให้สภาพภูมิอากาศโลกปั่นป่วนได้นานกว่าทศวรรษ ในสถานการณ์ความขัดแย้งนิวเคลียร์ระดับภูมิภาคที่สองประเทศคู่ขัดแย้งในเขตร้อนชื้นต่างใช้ ระเบิดนิวเคลียร์ขนาดเท่า ฮิโรชิม่า 50 ลูก (ประมาณ 15 กิโลตันต่อลูก) โจมตีศูนย์กลางประชากรหลัก นักวิจัยประเมินว่าจะมีเขม่ามากถึง 5 ล้านตันถูกปล่อยออกมา ซึ่งจะทำให้เกิดการเย็นลงหลายองศาในพื้นที่กว้างใหญ่ของอเมริกาเหนือและยูเรเซีย รวมถึงพื้นที่ปลูกธัญพืชส่วนใหญ่ การเย็นลงนี้จะคงอยู่เป็นเวลาหลายปี และจากการวิจัยพบว่าอาจเป็น "หายนะ" ^{[ 25 ] [ 60 ]}ทำลายการผลิตทางการเกษตรและการเก็บเกี่ยวอาหารโดยเฉพาะในประเทศที่มีละติจูดสูง^{[ 61 ] [ 20 ]}

การระเบิดนิวเคลียร์ก่อให้เกิด ไนโตรเจนออกไซด์จำนวนมากโดยการรวมธาตุต่างๆ ในอากาศโดยรอบ จากนั้นไนโตรเจนออกไซด์เหล่านี้จะถูกยกขึ้นไปด้านบนโดยการพาความร้อน เมื่อถึงชั้นสตราโตสเฟียร์ ไนโตรเจนออกไซด์เหล่านี้สามารถสลายโอโซนที่มีอยู่ในชั้นบรรยากาศส่วนนี้ ได้ การลดลงของโอโซน จะทำให้ รังสีอัลตราไวโอเลตที่เป็นอันตรายจากดวงอาทิตย์มีความเข้มสูงขึ้นมากจนสามารถส่องลงมาถึงพื้นได้^{[ 62 ]}

การศึกษาในปี 2008 โดย Michael J. Mills และคณะ ซึ่งตีพิมพ์ในProceedings of the National Academy of Sciencesพบว่า การแลกเปลี่ยนอาวุธนิวเคลียร์ระหว่างปากีสถานและอินเดียโดยใช้อาวุธนิวเคลียร์ที่มีอยู่ในปัจจุบัน อาจก่อให้เกิดรูโหว่โอโซน เกือบทั้งโลก ก่อให้เกิดปัญหาสุขภาพของมนุษย์และสร้างความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมอย่างน้อยหนึ่งทศวรรษ^{[ 63 ]}การศึกษาจำลองด้วยคอมพิวเตอร์นี้พิจารณาถึงสงครามนิวเคลียร์ระหว่างสองประเทศ โดยมีอาวุธนิวเคลียร์ขนาดเท่าฮิโรชิม่า 50 ลูกในแต่ละฝ่าย ก่อให้เกิดไฟไหม้เมืองขนาดใหญ่ และปล่อยเขม่ามากถึง 5 ล้านตัน ขึ้นไปในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ สูงประมาณ 50 ไมล์ (80 กม.) เขม่าดังกล่าวจะดูดซับรังสีจากดวงอาทิตย์มากพอที่จะทำให้ก๊าซโดยรอบร้อนขึ้น เพิ่มการสลายตัวของชั้นโอโซน ในชั้นบรรยากาศสตรา โตสเฟียร์ที่ปกป้องโลกจากรังสีอัลตราไวโอเลตที่เป็นอันตราย โดยอาจสูญเสียโอโซนมากถึง 70% ในละติจูดสูงทางเหนือ^{[ 64 ]}

“ฤดูร้อนนิวเคลียร์” เป็นสถานการณ์สมมติที่หลังจากฤดูหนาวนิวเคลียร์ที่เกิดจากละอองลอยที่ถูกแทรกเข้าไปในชั้นบรรยากาศซึ่งจะป้องกันไม่ให้แสงแดดส่องถึงระดับที่ต่ำกว่าหรือพื้นผิว^{[ 65 ]}ได้ลดลง แล้ว ปรากฏการณ์เรือนกระจกก็จะเกิดขึ้นเนื่องจากคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปล่อยออกมาจากการเผาไหม้และมีเทนที่ปล่อยออกมาจากการสลายตัวของสารอินทรีย์เช่น ศพที่แข็งตัวในช่วงฤดูหนาวนิวเคลียร์^{[ 65 ] [ 66 ]}

สถานการณ์สมมติอีกแบบหนึ่งที่เกิดขึ้นตามลำดับมากขึ้น หลังจากที่ละอองลอยส่วนใหญ่ตกลงมาภายใน 1-3 ปี ผลกระทบจากการเย็นตัวจะถูกหักล้างด้วยผลกระทบจากความร้อนที่เกิดจากภาวะโลกร้อนซึ่งจะทำให้อุณหภูมิพื้นผิวสูงขึ้นอย่างรวดเร็วหลายองศา มากพอที่จะทำให้สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ที่รอดชีวิตจากภาวะเย็นตัวต้องตายไป ซึ่งสิ่งมีชีวิตเหล่านั้นส่วนใหญ่มีความเปราะบางต่ออุณหภูมิที่สูงกว่าปกติมากกว่าอุณหภูมิที่ต่ำกว่าปกติ การระเบิดนิวเคลียร์จะปล่อย CO2 _และก๊าซเรือนกระจกอื่นๆ ออกมาจากการเผาไหม้ ตามด้วยการปล่อยก๊าซเพิ่มเติมจากการสลายตัวของสารอินทรีย์ที่ตายแล้ว การระเบิดยังจะปล่อยไนโตรเจนออกไซด์เข้าไปในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ ซึ่งจะทำให้ชั้นโอโซนรอบโลก ถูกทำลาย ^{[ 65 ]}

มีสมมติฐานที่ตรงไปตรงมามากกว่าอื่นๆ เกี่ยวกับสมมติฐานที่ว่าฤดูหนาวนิวเคลียร์อาจนำไปสู่ฤดูร้อนนิวเคลียร์ อุณหภูมิสูงของลูกไฟนิวเคลียร์อาจทำลายก๊าซโอโซนในชั้นสตราโตสเฟียร์ตอนกลางได้^{[ 66 ]}

ในปี พ.ศ. 2495 ไม่กี่สัปดาห์ก่อน การทดสอบระเบิด ไอวีไมค์ (10.4 เมกะตัน ) บน เกาะ เอลูเกแลบมีความกังวลว่าละอองลอยที่ลอยขึ้นจากการระเบิดอาจทำให้โลกเย็นลง พันตรีโนแรร์ ลูเลเจียน แห่งกองทัพอากาศสหรัฐฯและนักดาราศาสตร์ นาทาราจัน วิสวานาธาน ได้ศึกษาความเป็นไปได้นี้ และรายงานผลการค้นพบของพวกเขาใน รายงาน เรื่อง "ผลกระทบของสุดยอดอาวุธต่อสภาพภูมิอากาศของโลก " ซึ่งการเผยแพร่ถูกควบคุมอย่างเข้มงวด รายงานฉบับนี้ได้รับการอธิบายในรายงานปี 2556 โดยหน่วยงานลดภัยคุกคามด้านการป้องกันประเทศว่าเป็นการศึกษาเบื้องต้นของแนวคิด "ฤดูหนาวนิวเคลียร์" ซึ่งระบุว่าไม่มีโอกาสอย่างมีนัยสำคัญที่จะเกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศจากการระเบิด^{[ 73 ]}

ผลกระทบต่อการป้องกันพลเรือนจากการระเบิด ของระเบิดไฮโดรเจนที่มีอานุภาพสูงจำนวนมากบนพื้นผิว เกาะต่างๆ ใน พื้นที่ ทดสอบอาวุธนิวเคลียร์ในมหาสมุทรแปซิฟิกเช่น เกาะไอวีไมค์ในปี 1952 และเกาะคาสเซิลบราโว (15 ภูเขา) ในปี 1954 ได้รับการอธิบายไว้ในรายงานปี 1957 เรื่อง " ผลกระทบของอาวุธนิวเคลียร์ " ซึ่งเรียบเรียงโดยซามูเอล กลาสสโตนส่วนหนึ่งในหนังสือเล่มนั้นชื่อ "ระเบิดนิวเคลียร์และสภาพอากาศ" ระบุว่า "ฝุ่นที่ฟุ้งกระจายจากการระเบิดของภูเขาไฟ อย่างรุนแรง เช่น ที่ภูเขาไฟกรากาโตอาในปี 1883 เป็นที่ทราบกันดีว่าทำให้แสงแดดที่ส่องมายังโลกลดลงอย่างเห็นได้ชัด ... ปริมาณเศษซาก [ดินหรือพื้นผิวอื่นๆ] ที่เหลืออยู่ในชั้นบรรยากาศหลังจากการระเบิดของอาวุธนิวเคลียร์ที่ใหญ่ที่สุดก็อาจจะไม่เกินประมาณหนึ่งเปอร์เซ็นต์ของปริมาณที่ฟุ้งกระจายจากการระเบิดของกรากาโตอา นอกจากนี้ บันทึกการแผ่รังสีจากดวงอาทิตย์เผยให้เห็นว่าการระเบิดนิวเคลียร์ใดๆ จนถึงปัจจุบันไม่ได้ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่ตรวจจับได้ในแสงแดดโดยตรงที่บันทึกไว้บนพื้นดิน" ^{[ 74 ]}สำนักงานอุตุนิยมวิทยาของสหรัฐอเมริกาในปี พ.ศ. 2499 ถือว่ามีความเป็นไปได้ที่สงครามนิวเคลียร์ขนาดใหญ่ที่มีการระเบิดบนพื้นผิวในระดับเมกะตันจะสามารถยกดินขึ้นได้มากพอที่จะทำให้เกิดยุคน้ำแข็ง ใหม่ ^{[ 75 ]}

บันทึกของบริษัท RANDปี 1966 เรื่อง ผลกระทบของสงครามนิวเคลียร์ต่อสภาพอากาศและภูมิอากาศโดย ES Batten ในขณะที่วิเคราะห์ผลกระทบของฝุ่นที่อาจเกิดขึ้นจากการระเบิดบนพื้นผิวเป็นหลัก^{[ 76 ]}ระบุว่า "นอกเหนือจากผลกระทบของเศษซากแล้ว ไฟไหม้ขนาดใหญ่ที่เกิดจากการระเบิดนิวเคลียร์อาจเปลี่ยนแปลงลักษณะพื้นผิวของพื้นที่และปรับเปลี่ยนรูปแบบสภาพอากาศในท้องถิ่น ... อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีความรู้เกี่ยวกับบรรยากาศที่ละเอียดถี่ถ้วนมากขึ้นเพื่อกำหนดลักษณะ ขอบเขต และขนาดที่แน่นอน" ^{[ 77 ]}

ใน หนังสือ Long-Term Worldwide Effects of Multiple Nuclear-Weapons Detonations ของสภาวิจัยแห่งชาติสหรัฐอเมริกา (NRC) ที่ตีพิมพ์ในปี 1975 ระบุว่าสงครามนิวเคลียร์ที่เกี่ยวข้องกับอาวุธนิวเคลียร์ 4,000 เมกะตันจากคลังแสงปัจจุบันน่าจะทำให้ฝุ่นในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์น้อยกว่าการระเบิดของภูเขาไฟกรากาโตอามาก โดยพิจารณาว่าผลกระทบของฝุ่นและออกไซด์ของไนโตรเจนน่าจะทำให้สภาพภูมิอากาศเย็นลงเล็กน้อย ซึ่ง "น่าจะอยู่ในช่วงความแปรปรวนของสภาพภูมิอากาศโลกปกติ แต่ความเป็นไปได้ของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่รุนแรงกว่านั้นก็ไม่สามารถตัดทิ้งได้" ^{[ 67 ] [ 78 ] [ 79 ]}

ในรายงานปี 1985 เรื่อง ผลกระทบต่อชั้นบรรยากาศจากการแลกเปลี่ยนนิวเคลียร์ครั้งใหญ่คณะกรรมการเกี่ยวกับผลกระทบต่อชั้นบรรยากาศจากการระเบิดนิวเคลียร์ได้โต้แย้งว่า การประมาณการที่ "สมเหตุสมผล" เกี่ยวกับปริมาณฝุ่นในชั้นสตราโตสเฟียร์ที่ถูกฉีดเข้าไปหลังจากการระเบิดที่พื้นผิวขนาด 1 ล้านตัน คือ 0.3 เทรากรัม ซึ่ง 8 เปอร์เซ็นต์จะมีขนาดอยู่ในช่วงไมโครเมตร^{[ 80 ]}ศักยภาพในการระบายความร้อนจากฝุ่นดินได้รับการพิจารณาอีกครั้งในปี 1992 ในรายงาน ของ สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติ สหรัฐอเมริกา (NAS) ^{[ 81 ]} เกี่ยวกับ วิศวกรรมธรณีซึ่งประมาณการว่า ต้องใช้ ฝุ่นดินที่ฉีดเข้าไปในชั้นสตราโตสเฟียร์ ประมาณ 10 ^{10 กิโลกรัม (10 เทรากรัม) ที่มีขนาด} อนุภาค 0.1 ถึง 1 ไมโครเมตร เพื่อบรรเทาภาวะโลกร้อนจากการเพิ่มขึ้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศเป็นสองเท่า นั่นคือ เพื่อให้เกิดการระบายความร้อนประมาณ 2 องศาเซลเซียส^{[ 82 ]}

ในปี พ.ศ. 2512 พอล ครูทเซนค้นพบว่าออกไซด์ของไนโตรเจน (NOx) สามารถเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพในการทำลายชั้นโอโซน/ โอโซนในชั้นบรรยากาศสตราโตส เฟียร์ ได้ จากการศึกษาผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจาก NOx ที่เกิดจากความร้อนของเครื่องยนต์ใน เครื่องบิน ขนส่งความเร็วเหนือ เสียง (SST) ที่บินในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ในช่วงทศวรรษ พ.ศ. 2517 ในปี พ.ศ. 2517 จอห์น แฮมป์สัน ได้เสนอในวารสารNature ว่าเนื่องจากการสร้าง NOx ในชั้นบรรยากาศโดยลูกไฟนิวเคลียร์การแลกเปลี่ยนนิวเคลียร์เต็มรูปแบบอาจส่งผลให้ชั้นโอโซนถูกทำลาย ซึ่งอาจทำให้โลกได้รับรังสีอัลตราไวโอเลตเป็นเวลาหนึ่งปีหรือมากกว่านั้น^{[ 78 ] [ 83 ]}ในปี พ.ศ. 2518 สมมติฐานของแฮมป์สัน "นำไปสู่โดยตรง" ^{[ 16 ]}สภาวิจัยแห่งชาติสหรัฐอเมริกา (NRC) รายงานเกี่ยวกับแบบจำลองการลดลง ^ของโอโซนหลังสงครามนิวเคลียร์ในหนังสือLong-Term Worldwide Effects of Multiple Nuclear-Weapons Detonations [ ^{78 ]}

ในส่วนของหนังสือ NRC ปี 1975 ที่เกี่ยวข้องกับประเด็นของ NOx ที่เกิดจากลูกไฟและการสูญเสียชั้นโอโซนจากเหตุการณ์ดังกล่าว NRC ได้นำเสนอการคำนวณแบบจำลองในช่วงต้นถึงกลางทศวรรษ 1970 เกี่ยวกับผลกระทบของสงครามนิวเคลียร์โดยใช้การระเบิดที่มีผลผลิตหลายเมกะตันจำนวนมาก ซึ่งได้ข้อสรุปว่าสิ่งนี้สามารถลดระดับโอโซนลงได้ 50 เปอร์เซ็นต์หรือมากกว่าในซีกโลกเหนือ^{[ 67 ] [ 84 ]}

อย่างไรก็ตาม นอกเหนือจากแบบจำลองคอมพิวเตอร์ที่นำเสนอในงาน NRC ปี 1975 แล้ว บทความในปี 1973 ในวารสารNatureยังแสดงให้เห็นระดับโอโซนในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ทั่วโลกที่ซ้อนทับกับจำนวนการระเบิดนิวเคลียร์ในช่วงยุคการทดสอบในชั้นบรรยากาศ ผู้เขียนสรุปว่าทั้งข้อมูลและแบบจำลองของพวกเขาไม่แสดงความสัมพันธ์ใดๆ ระหว่างการทดสอบในชั้นบรรยากาศประมาณ 500 เมกะตันในอดีตกับการเพิ่มขึ้นหรือลดลงของความเข้มข้นของโอโซน^{[ 85 ]}ในปี 1976 การศึกษาเกี่ยวกับการวัดเชิงทดลองของการทดสอบนิวเคลียร์ในชั้นบรรยากาศก่อนหน้านี้ว่าส่งผลกระทบต่อชั้นโอโซนอย่างไร ก็พบว่าการระเบิดนิวเคลียร์ไม่ได้ทำให้โอโซนลดลง แม้ว่าการคำนวณแบบจำลองในตอนแรกจะน่าตกใจ ก็ตาม ^{[ 86 ]}ในทำนองเดียวกัน บทความในปี 1981 พบว่าแบบจำลองเกี่ยวกับการทำลายโอโซนจากการทดสอบหนึ่งครั้งและการวัดทางกายภาพที่ดำเนินการนั้นไม่สอดคล้องกัน เนื่องจากไม่พบการทำลายใดๆ^{[ 14 ]}

โดยรวมแล้ว มีการจุดระเบิดในชั้นบรรยากาศประมาณ 500 เมกะตันระหว่างปี 1945 ถึง 1971 ^{[ 87 ]}ซึ่งสูงสุดในปี 1961–1962 เมื่อสหรัฐอเมริกาและสหภาพโซเวียตจุดระเบิดในชั้นบรรยากาศ 340 เมกะตัน^{[ 88 ]}ในช่วงสูงสุดนี้ ด้วยการระเบิดในระดับหลายเมกะตันของชุดการทดสอบนิวเคลียร์ของทั้งสองประเทศ จากการตรวจสอบเฉพาะ พบว่ามีพลังงานรวมที่คาดการณ์ไว้ที่ 300 เมกะตัน ด้วยเหตุนี้ จึง เชื่อกันว่ามีโมเลกุล ไนตริกออกไซด์ เพิ่มขึ้น 3 × 10 ³⁴โมเลกุล(ประมาณ 5,000 ตันต่อเมกะตัน, 5 × 10 ⁹กรัมต่อเมกะตัน) ^{[ 85 ] [ 89 ] เข้าสู่ชั้นสตราโตสเฟียร์ และในขณะที่การลดลงของโอโซน 2.2 เปอร์เซ็นต์ถูกบันทึกไว้ในปี 1963 การลดลง ได้}เริ่มขึ้นก่อนปี 1961 และเชื่อว่าเกิดจากผลกระทบทางอุตุนิยมวิทยาอื่นๆ^[ 85 ^]

ในปี 1982 นักข่าวJonathan Schellในหนังสือยอดนิยมและทรงอิทธิพลของเขาเรื่องThe Fate of the Earthได้แนะนำความเชื่อที่ว่า NOx ที่เกิดจากลูกไฟจะทำลายชั้นโอโซนจนถึงขั้นที่พืชผลจะเสียหายจากรังสี UV จากดวงอาทิตย์ จากนั้นก็วาดภาพชะตากรรมของโลกในทำนองเดียวกันว่าพืชและสิ่งมีชีวิตในน้ำจะสูญพันธุ์ ในปีเดียวกันนั้นเอง (1982) Brian Martin นักฟิสิกส์ชาวออสเตรเลีย ซึ่งมักติดต่อกับ John Hampson ผู้ซึ่งมีส่วนรับผิดชอบอย่างมากในการตรวจสอบการเกิด NOx ^{[ 16 ]}ได้เขียนบทสรุปทางประวัติศาสตร์สั้นๆ เกี่ยวกับประวัติความสนใจในผลกระทบของ NOx ที่เกิดจากลูกไฟนิวเคลียร์โดยตรง และในการทำเช่นนั้น เขายังได้สรุปมุมมองอื่นๆ ที่ไม่ใช่กระแสหลักของ Hampson โดยเฉพาะอย่างยิ่งมุมมองที่เกี่ยวข้องกับการทำลายโอโซนที่มากขึ้นจากการระเบิดในชั้นบรรยากาศตอนบนอันเป็นผลมาจาก ระบบ ขีปนาวุธต่อต้านขีปนาวุธ ( ABM-1 Galosh ) ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ^{[ 90 ]}อย่างไรก็ตาม ในที่สุดมาร์ตินก็สรุปว่า “ไม่น่าเป็นไปได้ที่ในบริบทของสงครามนิวเคลียร์ครั้งใหญ่” การเสื่อมสภาพของโอโซนจะเป็นเรื่องที่น่ากังวลอย่างจริงจัง มาร์ตินอธิบายว่ามุมมองเกี่ยวกับการสูญเสียโอโซนที่อาจเกิดขึ้นและการเพิ่มขึ้นของแสงอัลตราไวโอเลตซึ่งนำไปสู่การทำลายพืชผลอย่างกว้างขวาง ดังที่ Jonathan Schell สนับสนุนในThe Fate of the Earthนั้นไม่น่าเป็นไปได้อย่างยิ่ง^{[ 67 ]}

รายงานล่าสุดเกี่ยวกับศักยภาพในการทำลายชั้นโอโซนเฉพาะของสารประกอบ NOx นั้นมีน้อยกว่าที่เคยสันนิษฐานไว้ก่อนหน้านี้จากการคำนวณแบบง่ายๆ โดยเชื่อกันว่ามีการก่อตัวของ NOx ในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติและจากกิจกรรมของมนุษย์ "ประมาณ 1.2 ล้านตัน" ในแต่ละปี ตามที่ Robert P. Parson กล่าวไว้ในช่วงทศวรรษ 1990 ^{[ 91 ]}

ข้อเสนอแนะที่ตีพิมพ์ครั้งแรกที่ว่าการเย็นลงของสภาพภูมิอากาศอาจเป็นผลมาจากสงครามนิวเคลียร์ ดูเหมือนว่าจะมาจากPoul Anderson และ FN Waldrop ในเรื่องสั้น "Tomorrow's Children" ในนิตยสาร Astounding Science Fictionฉบับเดือนมีนาคม พ.ศ. 2490 เรื่องราวนี้ส่วนใหญ่เกี่ยวกับทีมนักวิทยาศาสตร์ที่ตามล่าพวกกลายพันธุ์ [ ^{92 ]}เตือนถึง " Fimbulwinter " ที่เกิดจากฝุ่นที่ปิดกั้นแสงแดดหลังจากสงครามนิวเคลียร์ครั้งล่าสุด และคาดการณ์ว่าอาจ ^เป็นตัวกระตุ้นให้เกิดยุคน้ำแข็งใหม่^{[ 93 ] [ 94 ]} Anderson ได้ตีพิมพ์นวนิยายที่อิงจากเรื่องนี้บางส่วนในปี พ.ศ. 2504 โดยตั้งชื่อว่าTwilight World ^{[ 94 ]}ในทำนองเดียวกันในปี 1985 TG Parsons ได้ตั้งข้อสังเกตว่าเรื่องสั้น "Torch" โดย C. Anvil ซึ่งตีพิมพ์ใน นิตยสาร Astounding Science Fictionฉบับเดือนเมษายน 1957 นั้น มีสาระสำคัญของสมมติฐาน "Twilight at Noon"/"nuclear winter" อยู่ด้วย ในเรื่อง หัวรบนิวเคลียร์ได้จุดไฟเผาแหล่งน้ำมัน และเขม่าที่เกิดขึ้น "กรองรังสีจากดวงอาทิตย์บางส่วน" ส่งผลให้ประชากรส่วนใหญ่ในอเมริกาเหนือและสหภาพโซเวียตมีอุณหภูมิแบบอาร์กติก^{[ 17 ]}

เอกสารเผยแพร่ของห้องปฏิบัติการธรณีฟิสิกส์กองทัพอากาศปี 1988 เรื่องการประเมินผลกระทบของสงครามนิวเคลียร์ครั้งใหญ่ต่อบรรยากาศโลกโดย HS Muench และคณะ ประกอบด้วยลำดับเหตุการณ์และการทบทวนรายงานสำคัญเกี่ยวกับสมมติฐานฤดูหนาวนิวเคลียร์ตั้งแต่ปี 1983 ถึง 1986 โดยทั่วไปแล้ว รายงานเหล่านี้ได้ข้อสรุปที่คล้ายคลึงกัน เนื่องจากอิงตาม "สมมติฐานเดียวกัน ข้อมูลพื้นฐานเดียวกัน" โดยมีความแตกต่างกันเล็กน้อยในรหัสแบบจำลอง พวกเขาข้ามขั้นตอนการสร้างแบบจำลองในการประเมินความเป็นไปได้ของการเกิดไฟไหม้และกลุ่มควันไฟเริ่มต้น และเริ่มต้นกระบวนการสร้างแบบจำลองด้วย "เมฆเขม่าที่สม่ำเสมอในเชิงพื้นที่" ซึ่งได้เข้ามาสู่ชั้นบรรยากาศ^{[ 17 ]}

แม้ว่าจะไม่เคยได้รับการยอมรับอย่างเปิดเผยจากทีมสหวิทยาการที่เขียนแบบจำลอง TTAPS ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในทศวรรษ 1980 แต่ในปี 2011 สถาบันฟิสิกส์แห่งอเมริกาได้ระบุว่าทีม TTAPS (ตั้งชื่อตามผู้เข้าร่วม ซึ่งทุกคนเคยทำงานเกี่ยวกับปรากฏการณ์พายุฝุ่นบนดาวอังคาร หรือในพื้นที่เหตุการณ์การชน ของดาวเคราะห์น้อยมาก่อน ได้แก่Richard P. Turco , Owen Toon , Thomas P. Ackerman, James B. PollackและCarl Sagan ) ประกาศผลลัพธ์ของพวกเขาในปี 1983 "มีจุดมุ่งหมายที่ชัดเจนในการส่งเสริมการควบคุมอาวุธระหว่างประเทศ" ^{[ 95 ]}อย่างไรก็ตาม "แบบจำลองคอมพิวเตอร์นั้นเรียบง่ายมาก และข้อมูลเกี่ยวกับควันและละอองลอยอื่นๆ ก็ยังไม่ดีพอ นักวิทยาศาสตร์จึงไม่สามารถพูดอะไรได้อย่างแน่นอน" ^{[ 95 ]}

ในปี พ.ศ. 2524 William J. Moran ได้เริ่มการอภิปรายและการวิจัยในสภาวิจัยแห่งชาติ (NRC) เกี่ยวกับผลกระทบของฝุ่น/ดินในอากาศจากการแลกเปลี่ยนหัวรบนิวเคลียร์ครั้งใหญ่ โดยได้เห็นความคล้ายคลึงกันที่เป็นไปได้ระหว่างผลกระทบของฝุ่นจากสงครามกับขอบเขต KT ที่เกิดจากดาวเคราะห์น้อย และการวิเคราะห์ที่เป็นที่นิยมในปีก่อนหน้าโดยLuis Alvarezในปี พ.ศ. 2523 ^{[ 96 ]}คณะทำงานศึกษาของ NRC ในหัวข้อนี้ได้ประชุมกันในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2524 และเมษายน พ.ศ. 2525 เพื่อเตรียมการเผยแพร่รายงานของ NRC เรื่องThe Effects on the Atmosphere of a Major Nuclear Exchangeซึ่งตีพิมพ์ในปี พ.ศ. 2528 ^{[ 78 ]}

ในฐานะส่วนหนึ่งของการศึกษาเกี่ยวกับการสร้างสารออกซิไดซ์เช่น NOx และโอโซนในชั้นโทรโพสเฟียร์หลังสงครามนิวเคลียร์^{[ 15 ]}ซึ่งเปิดตัวในปี 1980 โดยAmbioวารสารของราชบัณฑิตยสถานวิทยาศาสตร์แห่งสวีเดนPaul J. CrutzenและJohn W. Birksเริ่มเตรียมการสำหรับการตีพิมพ์การคำนวณผลกระทบของสงครามนิวเคลียร์ต่อโอโซนในชั้นสตราโตสเฟียร์ในปี 1982 โดยใช้แบบจำลองล่าสุดในขณะนั้น อย่างไรก็ตาม พวกเขาพบว่าอันเป็นผลมาจากแนวโน้มไปสู่หัวรบนิวเคลียร์ที่มีจำนวนมากขึ้นแต่มีพลังงานน้อยลงในช่วงย่อยเมกะตัน (ซึ่งเป็นไปได้ด้วยความก้าวหน้าในการเพิ่มความแม่นยำ ของหัวรบ ICBM ) อันตรายต่อชั้นโอโซนจึง "ไม่สำคัญมากนัก" ^{[ 16 ]}

หลังจากที่พวกเขาเผชิญกับผลลัพธ์เหล่านี้ พวกเขาก็ได้ "บังเอิญ" พบกับแนวคิดที่ว่าการระเบิดนิวเคลียร์จะจุดไฟขนาดใหญ่ไปทั่วทุกหนแห่ง และที่สำคัญคือ ควันจากไฟธรรมดาเหล่านี้จะไปดูดซับแสงแดด ทำให้อุณหภูมิพื้นผิวลดลงอย่างรวดเร็ว^{[ 16 ] ในช่วงต้นปี 1982 ทั้งสองได้เผยแพร่ร่างเอกสารที่มีข้อ เสนอแนะแรกเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในระยะสั้นจากไฟที่คาดว่าจะเกิดขึ้นหลังสงครามนิวเคลียร์ [ 78 ] ต่อ}มาในปีเดียวกันนั้น วารสาร^{Ambio ฉบับพิเศษ}ที่อุทิศให้กับผลกระทบทางสิ่งแวดล้อมที่อาจเกิดขึ้นจากสงครามนิวเคลียร์โดย Crutzen และ Birks มีชื่อว่า "บรรยากาศหลังสงครามนิวเคลียร์: พลบค่ำตอนเที่ยง" และคาดการณ์สมมติฐานฤดูหนาวนิวเคลียร์ไว้ล่วงหน้าเป็นส่วนใหญ่^{[ 97 ] เอกสาร}ดังกล่าวได้ศึกษาเกี่ยวกับไฟและผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศ และได้กล่าวถึงอนุภาคจากไฟขนาดใหญ่ ไนโตรเจนออกไซด์ การลดลงของโอโซน และผลกระทบของพลบค่ำนิวเคลียร์ต่อการเกษตร การคำนวณของ Crutzen และ Birks ชี้ให้เห็นว่าอนุภาคควันไฟที่ถูกปล่อยเข้าสู่ชั้นบรรยากาศจากไฟไหม้ในเมือง ป่าไม้ และแหล่งสำรองปิโตรเลียม อาจป้องกันแสงแดดได้ถึง 99 เปอร์เซ็นต์ไม่ให้ส่องถึงพื้นผิวโลก ความมืดนี้ พวกเขากล่าวว่า อาจคงอยู่ "ตราบเท่าที่ไฟยังคงลุกไหม้" ซึ่งสันนิษฐานว่ากินเวลาหลายสัปดาห์ โดยมีผลกระทบเช่น "โครงสร้างไดนามิกและอุณหภูมิปกติของชั้นบรรยากาศจะ...เปลี่ยนแปลงไปอย่างมากในพื้นที่ส่วนใหญ่ของซีกโลกเหนือ ซึ่งอาจนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในอุณหภูมิพื้นผิวโลกและระบบลม" ^{[ 97 ]}ข้อสรุปจากงานของพวกเขาคือการโจมตีด้วยอาวุธ นิวเคลียร์ที่ประสบความสำเร็จ อาจส่งผลกระทบทางสภาพภูมิอากาศอย่างรุนแรงต่อผู้กระทำ

หลังจากอ่านบทความของ NP Bochkov และEI Chazov [ ^{98 ]}ที่ตีพิมพ์ในAmbio ฉบับเดียวกัน กับบทความ "Twilight at Noon" ของ Crutzen และ Birks นักวิทยาศาสตร์บรรยากาศชาวโซเวียต^Georgy Golitsynได้นำงานวิจัยเกี่ยวกับพายุฝุ่นบนดาวอังคาร มาประยุกต์ใช้กับ เขม่าในชั้นบรรยากาศของโลก การใช้แบบจำลองพายุฝุ่นบนดาวอังคารที่มีอิทธิพลเหล่านี้ในการวิจัยเกี่ยวกับฤดูหนาวนิวเคลียร์เริ่มต้นขึ้นในปี 1971 ^{[ 99 ]} เมื่อยานอวกาศ Mars 2ของโซเวียตเดินทางมาถึงดาวเคราะห์สีแดงและสังเกตเห็นเมฆฝุ่นทั่วโลก เครื่องมือที่โคจรอยู่ร่วมกับ ยานลงจอด Mars 3 ในปี 1971 ได้ระบุว่าอุณหภูมิบนพื้นผิวของดาวเคราะห์สีแดงนั้นเย็นกว่าอุณหภูมิที่ด้านบนของเมฆฝุ่นอย่างมาก หลังจากการสังเกตการณ์เหล่านี้ Golitsyn ได้รับโทรเลขสองฉบับจากนักดาราศาสตร์Carl Saganซึ่ง Sagan ขอให้ Golitsyn "สำรวจความเข้าใจและการประเมินปรากฏการณ์นี้" โกลิตซินเล่าว่าในช่วงเวลานี้เองที่เขาได้ "เสนอทฤษฎีเพื่ออธิบายว่าฝุ่นบนดาวอังคารอาจก่อตัวขึ้นได้อย่างไร และมันอาจมีขนาดครอบคลุมทั่วโลกได้อย่างไร" ^{[ 99 ]}

ในปีเดียวกันนั้น Alexander Ginzburg ^{[ 100 ]}พนักงานในสถาบันของ Golitsyn ได้พัฒนาแบบจำลองพายุฝุ่นเพื่ออธิบายปรากฏการณ์การเย็นตัวบนดาวอังคาร Golitsyn รู้สึกว่าแบบจำลองของเขาจะสามารถนำไปใช้กับเขม่าได้หลังจากที่เขาอ่านนิตยสารสวีเดนฉบับปี 1982 ที่อุทิศให้กับผลกระทบของสงครามนิวเคลียร์สมมติระหว่างสหภาพโซเวียตและสหรัฐอเมริกา^{[ 99 ]} Golitsyn จะใช้แบบจำลองเมฆฝุ่นของ Ginzburg ที่แทบไม่มีการปรับเปลี่ยน โดยถือว่าเขม่าเป็นละอองลอยในแบบจำลองแทนฝุ่นดิน และในลักษณะเดียวกันกับผลลัพธ์ที่ได้ เมื่อคำนวณการเย็นตัวของเมฆฝุ่นในชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร เมฆที่อยู่สูงเหนือดาวเคราะห์จะร้อนขึ้นในขณะที่ดาวเคราะห์ด้านล่างจะเย็นตัวลงอย่างมาก ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2526 โกลิตซินได้นำเสนอความตั้งใจที่จะเผยแพร่แบบจำลองโลกจำลองที่ได้มาจากดาวอังคารนี้ต่อ คณะกรรมการนักวิทยาศาสตร์ โซเวียตเพื่อการปกป้องสันติภาพจากภัยคุกคามนิวเคลียร์ ซึ่งอันโดรปอฟได้ริเริ่มขึ้น และต่อมาโกลิตซิ นได้รับการแต่งตั้งเป็นรองประธานคณะกรรมการดังกล่าว การจัดตั้งคณะกรรมการนี้เกิดขึ้นโดยได้รับความเห็นชอบจากผู้นำโซเวียต โดยมีเจตนาที่จะ "ขยายการติดต่ออย่างมีแบบแผนกับนักเคลื่อนไหว "การหยุดนิวเคลียร์" ของตะวันตก " ^{[ 101 ]} หลังจากได้รับการอนุมัติจากคณะกรรมการนี้แล้ว ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2526 โกลิตซินได้เผยแพร่แบบจำลองคอมพิวเตอร์แรกเกี่ยวกับผลกระทบของ "ฤดูหนาวนิวเคลียร์" ที่เพิ่งเริ่มต้นขึ้นใน วารสาร Herald of the Russian Academy of Sciencesซึ่งเป็นที่นิยมอย่างกว้างขวาง^{[ 102 ]}

เมื่อวันที่ 31 ตุลาคม พ.ศ. 2525 แบบจำลองและผลลัพธ์ของ Golitsyn และ Ginsburg ได้ถูกนำเสนอในการประชุมเรื่อง "โลกหลังสงครามนิวเคลียร์" ซึ่งจัดขึ้นที่กรุงวอชิงตัน ดี.ซี. ^{[ 100 ]}

ทั้ง Golitsyn ^{[ 102 ]}และ Sagan ^{[ 103 ]}ต่างก็สนใจการเย็นตัวลงของพายุฝุ่นบนดาวอังคารในช่วงหลายปีก่อนที่พวกเขาจะมุ่งเน้นไปที่ "ฤดูหนาวนิวเคลียร์" Sagan ยังเคยทำงานในโครงการ A119ในช่วงทศวรรษ 1950-1960 ซึ่งเขาพยายามสร้างแบบจำลองการเคลื่อนที่และอายุยืนยาวของกลุ่มฝุ่นบนดวงจันทร์

หลังจากตีพิมพ์ "Twilight at Noon" ในปี 1982 ^{[ 104 ]}ทีม TTAPS กล่าวว่าพวกเขาเริ่มกระบวนการศึกษาแบบจำลองการคำนวณแบบ 1 มิติเกี่ยวกับผลกระทบทางบรรยากาศของสงครามนิวเคลียร์/เขม่าในชั้นสตราโตสเฟียร์ แม้ว่าพวกเขาจะไม่ได้ตีพิมพ์บทความใน วารสาร Scienceจนกระทั่งปลายเดือนธันวาคม 1983 ^{[ 105 ]}วลี "ฤดูหนาวนิวเคลียร์" ได้รับการบัญญัติโดย Turco ก่อนการตีพิมพ์ไม่นาน^{[ 106 ]}ในบทความฉบับแรกนี้ TTAPS ใช้การประมาณการตามสมมติฐานเกี่ยวกับการปล่อยควันและฝุ่นทั้งหมดที่จะเป็นผลมาจากการแลกเปลี่ยนนิวเคลียร์ครั้งใหญ่ และด้วยเหตุนี้จึงเริ่มวิเคราะห์ผลกระทบที่ตามมาต่อสมดุลการแผ่รังสี ของบรรยากาศ และโครงสร้างอุณหภูมิอันเป็นผลมาจากปริมาณควันที่สมมติขึ้นนี้ ในการคำนวณผลกระทบของฝุ่นและควัน พวกเขาใช้แบบจำลองไมโครฟิสิกส์/การถ่ายเทรังสีแบบหนึ่งมิติของชั้นบรรยากาศตอนล่างของโลก (จนถึงเมโซพอส) ซึ่งกำหนดเฉพาะลักษณะในแนวดิ่งของการรบกวนสภาพภูมิอากาศโลกเท่านั้น

อย่างไรก็ตาม ความสนใจในผลกระทบทางสิ่งแวดล้อมของสงครามนิวเคลียร์ยังคงมีอยู่ในสหภาพโซเวียตหลังจากบทความของ Golitsyn ในเดือนกันยายน โดยVladimir Alexandrovและ GI Stenchikov ก็ได้ตีพิมพ์บทความในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2526 เกี่ยวกับผลกระทบทางภูมิอากาศเช่นกัน แม้ว่าบทความนี้จะแตกต่างจากบทความ TTAPS ในยุคเดียวกันตรงที่ใช้การจำลองด้วยแบบจำลองการหมุนเวียนของโลกแบบสามมิติ^{[ 58 ]} (สองปีต่อมา Alexandrov หายตัวไปอย่างลึกลับ) Richard Turco และ Starley L. Thompson ต่างก็วิพากษ์วิจารณ์งานวิจัยของโซเวียต Turco เรียกมันว่า "ดั้งเดิม" และ Thompson กล่าวว่ามันใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์ของสหรัฐฯ ที่ล้าสมัย^{[ 107 ]}ต่อมาพวกเขาก็ได้ถอนคำวิจารณ์เหล่านี้และยกย่องงานบุกเบิกของ Alexandrov แทน โดยกล่าวว่าแบบจำลองของโซเวียตมีจุดอ่อนเช่นเดียวกับแบบจำลองอื่นๆ^{[ 17 ]}

ในปี 1984 องค์การอุตุนิยมวิทยาโลก (WMO) ได้มอบหมายให้ Golitsyn และ NA Phillips ทบทวนสถานะของวิทยาศาสตร์ พวกเขาพบว่าการศึกษาโดยทั่วไปตั้งสมมติฐานสถานการณ์ที่ว่าอาวุธนิวเคลียร์ครึ่งหนึ่งของโลกจะถูกนำมาใช้ ประมาณ 5,000 เมกะตัน ทำลายเมืองประมาณ 1,000 เมือง และสร้างควันคาร์บอนปริมาณมาก – 1–2 × 10 ¹⁴  กรัมเป็นค่าที่น่าจะเป็นไปได้มากที่สุด โดยมีช่วงค่าตั้งแต่ 0.2–6.4 × 10 ¹⁴  ก. (NAS; ถือว่า TTAPS2.25 × 10 ¹⁴ ) ควันที่เกิดขึ้นส่วนใหญ่จะทึบแสงต่อรังสีจากดวงอาทิตย์ แต่โปร่งใสต่อรังสีอินฟราเรด ดังนั้นจึงทำให้โลกเย็นลงโดยการปิดกั้นแสงแดด แต่ไม่ได้ทำให้เกิดภาวะโลกร้อนโดยการเพิ่มปรากฏการณ์เรือนกระจก ความหนาแน่นเชิงแสงของควันอาจมากกว่าหนึ่งมาก ไฟป่าที่เกิดจากเป้าหมายนอกเขตเมืองอาจเพิ่มการผลิตละอองลอยได้อีก ฝุ่นจากการระเบิดใกล้พื้นผิวที่กระทบกับเป้าหมายที่แข็งแรงก็มีส่วนทำให้เกิดการระเบิดเช่นกัน การระเบิดแต่ละครั้งที่มีขนาดเทียบเท่าเมกะตันอาจปล่อยฝุ่นได้มากถึงห้าล้านตัน แต่ส่วนใหญ่จะตกลงมาอย่างรวดเร็ว ฝุ่นที่ระดับความสูงมากคาดว่าจะอยู่ที่ 0.1–1 ล้านตันต่อการระเบิดที่มีขนาดเทียบเท่าเมกะตัน การเผาไหม้น้ำมันดิบก็มีส่วนสำคัญเช่นกัน^{[ 108 ]}

แบบจำลองการแผ่รังสีและการพาความร้อนแบบ 1 มิติที่ใช้ในการศึกษาเหล่านี้ให้ผลลัพธ์ที่หลากหลาย โดยมีอุณหภูมิลดลงถึง 15–42 °C ระหว่าง 14 ถึง 35 วันหลังสงคราม โดยมี "ค่าพื้นฐาน" ประมาณ 20 °C การคำนวณที่ซับซ้อนกว่าเล็กน้อยโดยใช้GCM แบบ 3 มิติ ให้ผลลัพธ์ที่คล้ายกัน คือ อุณหภูมิลดลงประมาณ 20 °C แม้ว่าจะมีความแปรผันตามภูมิภาคก็ตาม^{[ 58 ] [ 109 ]}

การคำนวณทั้งหมดแสดงให้เห็นถึงความร้อนสูง (สูงถึง 80 °C) ที่ด้านบนของชั้นควันซึ่งอยู่ที่ระดับความสูงประมาณ 10 กิโลเมตร (6.2 ไมล์) ซึ่งหมายถึงการเปลี่ยนแปลงอย่างมากของการหมุนเวียนอากาศในบริเวณนั้น และความเป็นไปได้ที่เมฆ จะเคลื่อนตัว ไปยังละติจูดต่ำและซีกโลกใต้

ในเอกสารปี 1990 เรื่อง "สภาพภูมิอากาศและควัน: การประเมินฤดูหนาวนิวเคลียร์" TTAPS ได้ให้คำอธิบายโดยละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลกระทบในบรรยากาศระยะสั้นและระยะยาวของสงครามนิวเคลียร์โดยใช้แบบจำลองสามมิติ: ^{[ 110 ]}

ช่วง 1-3 เดือนแรก:

• 10–25% ของเขม่าที่ถูกพ่นเข้าไปจะถูกชะล้างออกไปโดยทันทีด้วยน้ำฝน ในขณะที่ส่วนที่เหลือจะถูกขนส่งไปทั่วโลกภายในหนึ่งถึงสองสัปดาห์
• ตัวเลขจากโครงการ SCOPE สำหรับการฉีดควันในเดือนกรกฎาคม:
  • อุณหภูมิลดลง 22 องศาเซลเซียสในละติจูดกลาง
  • อุณหภูมิลดลง 10 องศาเซลเซียสในสภาพอากาศชื้น
  • ปริมาณน้ำฝนในเขตละติจูดกลางลดลง 75%
  • ระดับแสงลดลง 0% ในละติจูดต่ำ ไปจนถึง 90% ในพื้นที่ที่มีการฉีดควันในปริมาณมาก
• ตัวเลขจากโครงการ SCOPE สำหรับการฉีดควันในฤดูหนาว:
  • อุณหภูมิลดลงระหว่าง 3 ถึง 4 องศาเซลเซียส

หลังจาก 1-3 ปี:

• ควันที่ฉีดเข้าไป 25–40% จะคงตัวอยู่ในชั้นบรรยากาศ (NCAR) ควันจะคงตัวอยู่ได้ประมาณหนึ่งปี
• อุณหภูมิพื้นดินต่ำกว่าปกติหลายองศา
• อุณหภูมิผิวน้ำทะเลอยู่ระหว่าง 2 ถึง 6 องศาเซลเซียส
• การลดลงของโอโซน 50% ส่งผลให้ปริมาณรังสี UV ที่ตกกระทบพื้นผิวเพิ่มขึ้น 200%

ผลลัพธ์สำคัญประการหนึ่งของเอกสาร TTAPS ปี 1990 คือการย้ำแบบจำลองของทีมในปี 1983 ว่า ไฟไหม้ โรงกลั่นน้ำมัน 100 แห่ง จะเพียงพอที่จะทำให้เกิดฤดูหนาวนิวเคลียร์ขนาดเล็ก แต่ยังคงเป็นอันตรายต่อโลก^{[ 113 ]}

หลังจากการรุกรานคูเวตของ อิรัก และคำขู่ของอิรักที่จะจุดไฟเผาบ่อน้ำมันประมาณ 800 แห่งของประเทศ การคาดการณ์เกี่ยวกับผลกระทบทางภูมิอากาศสะสมจากเหตุการณ์นี้ ซึ่งนำเสนอในการประชุมสภาพภูมิอากาศโลกที่เจนีวาในเดือนพฤศจิกายนปี 1990 มีตั้งแต่สถานการณ์ฤดูหนาวนิวเคลียร์ ไปจนถึงฝนกรด หนัก และแม้กระทั่งภาวะโลกร้อนในระยะสั้นทันที^{[ 114 ]}

ในบทความที่ตีพิมพ์ใน หนังสือพิมพ์ Wilmington Morning StarและThe Baltimore Sunในเดือนมกราคม พ.ศ. 2534 ผู้เขียนที่มีชื่อเสียงของเอกสารเกี่ยวกับฤดูหนาวนิวเคลียร์ ได้แก่ Richard P. Turco, John W. Birks, Carl Sagan, Alan Robock และ Paul Crutzen ได้กล่าวโดยรวมว่า พวกเขาคาดการณ์ถึงผลกระทบที่ร้ายแรงคล้ายกับฤดูหนาวนิวเคลียร์ ซึ่งมีผลกระทบในระดับทวีปจากอุณหภูมิที่ต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง อันเป็นผลมาจากการที่อิรักดำเนินการตามคำขู่ที่จะจุดไฟบ่อน้ำมันแรงดันสูง 300 ถึง 500 บ่อ ซึ่งอาจลุกไหม้เป็นเวลาหลายเดือน^{[ 115 ] [ 116 ]}

ตามที่ขู่ไว้ บ่อน้ำมันถูกจุดไฟเผาโดยชาวอิรักที่กำลังถอยทัพในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2534 และบ่อน้ำมันที่กำลังลุกไหม้ประมาณ 600 บ่อก็ยังไม่ดับสนิทจนกระทั่งวันที่ 6 พฤศจิกายน พ.ศ. 2534 ซึ่งเป็นเวลาแปดเดือนหลังจากสงครามสิ้นสุดลง^{[ 117 ]}และคาดว่ามีการใช้น้ำมันประมาณหกล้านบาร์เรลต่อวันในช่วงที่มีความเข้มข้นสูงสุด

เมื่อปฏิบัติการพายุทะเลทราย (Operation Desert Storm)เริ่มขึ้นในเดือนมกราคม ปี 1991 ซึ่งตรงกับช่วงที่เกิดไฟไหม้บ่อน้ำมันครั้งแรกๆ ดร. เอส. เฟรด ซิงเกอร์และคาร์ล ซาแกนได้หารือเกี่ยวกับผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่อาจเกิดขึ้นจากไฟไหม้บ่อน้ำมันในคูเวต ในรายการNightline ของ ABC Newsซาแกนได้กล่าวอีกครั้งว่า ผลกระทบจากควันบางส่วนอาจคล้ายกับผลกระทบจากฤดูหนาวนิวเคลียร์ โดยควันจะลอยขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ เริ่มต้นที่ระดับความสูงประมาณ 48,000 ฟุต (15,000 เมตร) เหนือระดับน้ำทะเลในคูเวต ส่งผลให้เกิดผลกระทบไปทั่วโลก เขายังกล่าวอีกว่า เขาเชื่อว่าผลกระทบโดยรวมจะคล้ายคลึงกับการระเบิดของภูเขาไฟตัมโบราในอินโดนีเซียเมื่อปี 1815 ซึ่งส่งผลให้ปี 1816 เป็นที่รู้จักในชื่อ " ปีที่ไม่มีฤดูร้อน "

ซาแกนได้ระบุผลลัพธ์ของการจำลองที่คาดการณ์ผลกระทบที่ขยายไปถึง เอเชียใต้และอาจถึงซีกโลกเหนือด้วย ซาแกนเน้นย้ำว่าผลลัพธ์นี้มีแนวโน้มสูงมากจน "น่าจะส่งผลกระทบต่อแผนการรบ" ^{[ 118 ]}ในทางกลับกัน ซิงเกอร์คาดการณ์ว่าควันจะลอยขึ้นไปที่ระดับความสูงประมาณ 3,000 ฟุต (910 เมตร) แล้วจะถูกฝนชะล้างออกไปหลังจากนั้นประมาณสามถึงห้าวัน ดังนั้นจึงจำกัดอายุของควัน การประมาณความสูงทั้งของซิงเกอร์และซาแกนกลับกลายเป็นว่าผิดพลาด แม้ว่าเรื่องราวของซิงเกอร์จะใกล้เคียงกับสิ่งที่เกิดขึ้นจริงมากกว่า โดยผลกระทบต่อบรรยากาศที่ค่อนข้างน้อยยังคงจำกัดอยู่เฉพาะในภูมิภาคอ่าวเปอร์เซีย โดยทั่วไปแล้วกลุ่มควัน^{[ 111 ]}จะลอยขึ้นไปที่ระดับความสูงประมาณ 10,000 ฟุต (3,000 เมตร) และบางกลุ่มสูงถึง 20,000 ฟุต (6,100 เมตร) ^{[ 119 ] [ 120 ]}

ซาแกนและเพื่อนร่วมงานคาดการณ์ว่าควันเขม่าจะ "ลอยขึ้นเอง" เมื่อมันดูดซับรังสีความร้อนจากดวงอาทิตย์ โดยมีการกำจัดน้อยมากหรือไม่มีเลย ซึ่งอนุภาคเขม่าสีดำจะถูกความร้อนจากดวงอาทิตย์และถูกยกขึ้น/ลอยสูงขึ้นไปในอากาศเรื่อยๆ ส่งผลให้เขม่าถูกฉีดเข้าไปในชั้นสตราโตสเฟียร์ ซึ่งพวกเขาโต้แย้งว่าต้องใช้เวลาหลายปีกว่าที่ผลกระทบจากการปิดกั้นแสงอาทิตย์ของละอองเขม่านี้จะตกลงมาจากอากาศ และด้วยเหตุนี้จึงจะทำให้เกิดการเย็นตัวลงอย่างรุนแรงที่ระดับพื้นดินและผลกระทบต่อการเกษตรในเอเชียและอาจรวมถึงซีกโลกเหนือทั้งหมดด้วย^{[ 121 ]}ในการติดตามผลในปี 1992 ปีเตอร์ วี. ฮอบส์และคนอื่นๆ สังเกตเห็นว่าไม่มีหลักฐานที่น่าเชื่อถือสำหรับผลกระทบ "การลอยขึ้นเอง" ครั้งใหญ่ที่ทีมจำลองฤดูหนาวนิวเคลียร์คาดการณ์ไว้ และเมฆควันจากไฟไหม้น้ำมันมีเขม่าน้อยกว่าที่ทีมจำลองฤดูหนาวนิวเคลียร์คาดการณ์ไว้^{[ 122 ]}

ปีเตอร์ วี. ฮอบส์ นักวิทยาศาสตร์ด้านบรรยากาศที่ได้รับมอบหมายจาก มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติให้ศึกษาผลกระทบทางบรรยากาศของไฟไหม้ในคูเวตกล่าวว่าผลกระทบเล็กน้อยของไฟไหม้นั้นบ่งชี้ว่า "ตัวเลขบางส่วน [ที่ใช้สนับสนุนสมมติฐานฤดูหนาวนิวเคลียร์]... อาจจะเกินจริงไปเล็กน้อย" ^{[ 123 ]}

ฮอบส์พบว่าในช่วงที่ไฟลุกไหม้รุนแรงที่สุด ควันจะดูดซับรังสีจากดวงอาทิตย์ได้ถึง 75 ถึง 80% อนุภาคจะลอยขึ้นไปสูงถึง 20,000 ฟุต (6,100 เมตร) และเมื่อรวมกับการกวาดล้างโดยเมฆ ควันจะมีระยะเวลาอยู่ในชั้นบรรยากาศสั้นมาก ไม่เกินสองสามวัน^{[ 124 ]}

ดังนั้น ข้อกล่าวอ้างก่อนสงครามเกี่ยวกับผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมทั่วโลกในวงกว้าง ยาวนาน และสำคัญจึงไม่เป็นจริง และพบว่าสื่อและนักเก็งกำไรกล่าวเกินจริงไปมาก^{[ 125 ]}โดยแบบจำลองสภาพภูมิอากาศของผู้ที่ไม่สนับสนุนสมมติฐานฤดูหนาวนิวเคลียร์ในช่วงเวลาที่เกิดไฟไหม้คาดการณ์ว่าจะมีผลกระทบเฉพาะที่มากขึ้น เช่น อุณหภูมิในเวลากลางวันลดลงประมาณ 10 °C ภายในระยะ 200 กม. จากแหล่งกำเนิด^{[ 126 ]}

ต่อมาซาแกนยอมรับในหนังสือของเขาเรื่องThe Demon-Haunted Worldว่าคำทำนายของเขาไม่ได้ถูกต้องอย่างที่คิด: "ตอนเที่ยงมันมืดสนิทและอุณหภูมิลดลง 4–6 องศาเซลเซียสเหนืออ่าวเปอร์เซีย แต่ควันไม่ได้ขึ้นไปถึงระดับชั้นสตราโตสเฟียร์มากนัก และเอเชียก็รอดพ้น" ^{[ 127 ]}

แนวคิดที่ว่าควันจากบ่อน้ำมันและแหล่งสำรองน้ำมันที่พวยพุ่งขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์เป็นสาเหตุหลักของการเกิดเขม่าในฤดูหนาวนิวเคลียร์นั้นเป็นแนวคิดสำคัญในเอกสารทางด้านภูมิอากาศวิทยาในช่วงแรกๆ เกี่ยวกับสมมติฐานดังกล่าว โดยถือว่าควันจากน้ำมันเป็นสาเหตุที่เป็นไปได้มากกว่าควันจากเมืองต่างๆ เนื่องจากควันจากน้ำมันมีอัตราส่วนของเขม่าดำสูงกว่า จึงดูดซับแสงแดดได้มากกว่า^{[ 97 ] [ 105 ]}ฮอบส์ได้เปรียบเทียบ "ปัจจัยการปล่อยมลพิษ" หรือประสิทธิภาพการสร้างเขม่าที่สมมติขึ้นจากบ่อน้ำมันที่ลุกไหม้ในเอกสารต่างๆ และพบว่าเมื่อเปรียบเทียบกับค่าที่วัดได้จากบ่อน้ำมันในคูเวต ซึ่งเป็นแหล่งผลิตเขม่าที่ใหญ่ที่สุด การปล่อยเขม่าที่สมมติขึ้นในการคำนวณฤดูหนาวนิวเคลียร์ยังคง "สูงเกินไป" ^{[ 124 ]}หลังจากผลการศึกษาไฟไหม้น้ำมันในคูเวตไม่สอดคล้องกับนักวิทยาศาสตร์ที่สนับสนุนแนวคิดฤดูหนาวนิวเคลียร์ เอกสารเกี่ยวกับฤดูหนาวนิวเคลียร์ในช่วงทศวรรษ 1990 จึงพยายามที่จะหลีกเลี่ยงการเสนอแนะว่าควันจากบ่อน้ำมันและแหล่งสำรองน้ำมันจะไปถึงชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์

ในปี 2550 การศึกษาเกี่ยวกับฤดูหนาวนิวเคลียร์ระบุว่าแบบจำลองคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ได้ถูกนำมาใช้กับเหตุการณ์ไฟไหม้น้ำมันในคูเวต และพบว่ากลุ่มควันแต่ละกลุ่มไม่สามารถยกควันขึ้นไปถึงชั้นสตราโตสเฟียร์ได้ แต่ควันจากไฟที่ครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่ เช่น ไฟป่าบางแห่ง สามารถยกควันขึ้นไปถึงชั้นสตราโตสเฟียร์ได้ และหลักฐานล่าสุดชี้ให้เห็นว่าเหตุการณ์นี้เกิดขึ้นบ่อยกว่าที่เคยคิดไว้^{[ 8 ] [ 27 ] [ 128 ] [ 129 ]}การศึกษายังชี้ให้เห็นว่าการเผาไหม้ของเมืองที่มีขนาดเล็กกว่า ซึ่งคาดว่าจะเกิดขึ้นหลังจากการโจมตีด้วยนิวเคลียร์ ก็จะยกควันจำนวนมากขึ้นไปถึงชั้นสตราโตสเฟียร์เช่นกัน

Stenchikov และคณะ [2006b] ^{[ 130 ]}ได้ทำการจำลองกลุ่มควันที่มีความละเอียดสูงอย่างละเอียดโดยใช้แบบจำลองภูมิอากาศระดับภูมิภาค RAMS [เช่น Miguez-Macho และคณะ, 2005] ^{[ 131 ]}และแสดงให้เห็นว่ากลุ่มควันแต่ละกลุ่ม เช่น กลุ่มควันจากไฟไหม้น้ำมันในคูเวตในปี 1991 จะไม่คาดว่าจะลอยขึ้นไปสู่ชั้นบรรยากาศเบื้องบนหรือชั้นสตราโตสเฟียร์ เนื่องจากกลุ่มควันจะเจือจางลง อย่างไรก็ตาม กลุ่มควันขนาดใหญ่กว่ามาก เช่น กลุ่มควันที่เกิดจากไฟไหม้ในเมือง จะทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของมวลขนาดใหญ่ที่ไม่เจือจาง ซึ่งส่งผลให้ควันลอยขึ้น ผลลัพธ์จากแบบจำลอง การจำลองกระแสลมขนาดใหญ่ แบบใหม่ ที่มีความละเอียดสูงกว่ามากยังให้ผลลัพธ์การลอยขึ้นที่คล้ายคลึงกับผลลัพธ์ของเรา และไม่มีการตอบสนองในระดับเล็กที่จะยับยั้งการลอยขึ้น [Jensen, 2006] ^{[ 132 ]}

อย่างไรก็ตาม การจำลองข้างต้นมีข้อสันนิษฐานว่าไม่มีการตกตะกอนแบบแห้งหรือแบบเปียกเกิดขึ้น^{[ 130 ]}

ระหว่างปี พ.ศ. 2533 ถึง พ.ศ. 2546 ผู้แสดงความคิดเห็นตั้งข้อสังเกตว่าไม่มีการตีพิมพ์บทความที่ผ่านการตรวจสอบโดยผู้ทรงคุณวุฒิเกี่ยวกับ "ฤดูหนาวนิวเคลียร์" ^{[ 113 ]}

จากงานวิจัยใหม่ที่ตีพิมพ์ในปี 2550 และ 2551 โดยผู้เขียนงานวิจัยดั้งเดิมบางส่วน ได้มีการเสนอสมมติฐานใหม่หลายประการ โดยหลักคือการประเมินว่าพายุไฟเพียง 100 ครั้งก็อาจส่งผลให้เกิดฤดูหนาวนิวเคลียร์ได้^{[ 4 ] [ 25 ]}อย่างไรก็ตาม สมมติฐานนี้ไม่ได้เป็น "ของใหม่" แต่กลับได้ข้อสรุปเดียวกันกับแบบจำลองในช่วงปี 1980 ซึ่งมองว่าพายุไฟในเมืองประมาณ 100 ครั้งเป็นภัยคุกคามเช่นกัน^{[ 133 ] [ 134 ]}

เมื่อเปรียบเทียบกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในช่วงพันปีที่ผ่านมา แม้แต่การแลกเปลี่ยนที่เล็กที่สุดที่จำลองขึ้นก็จะทำให้โลกมีอุณหภูมิที่เย็นกว่ายุคน้ำแข็งน้อย (ช่วงเวลาในประวัติศาสตร์ระหว่างประมาณปี ค.ศ. 1600 ถึง 1850) ซึ่งจะเกิดขึ้นทันที และการเกษตรจะถูกคุกคามอย่างรุนแรง ปริมาณควันที่มากขึ้นจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่มากขึ้น ทำให้การเกษตรเป็นไปไม่ได้เป็นเวลาหลายปี ในทั้งสองกรณี การจำลองแบบจำลองสภาพภูมิอากาศใหม่แสดงให้เห็นว่าผลกระทบจะคงอยู่นานกว่าหนึ่งทศวรรษ^{[ 36 ]}

การศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร Journal of Geophysical Researchในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2550 ในหัวข้อ "การทบทวนฤดูหนาวนิวเคลียร์ด้วยแบบจำลองสภาพภูมิอากาศสมัยใหม่และคลังอาวุธนิวเคลียร์ในปัจจุบัน: ผลกระทบที่ร้ายแรงยังคงเกิดขึ้น" ^{[ 24 ]}ใช้แบบจำลองสภาพภูมิอากาศในปัจจุบันเพื่อพิจารณาผลที่ตามมาของสงครามนิวเคลียร์ระดับโลกที่เกี่ยวข้องกับคลังอาวุธนิวเคลียร์ส่วนใหญ่หรือทั้งหมดของโลกในปัจจุบัน (ซึ่งผู้เขียนประเมินว่ามีขนาดใกล้เคียงกับคลังอาวุธนิวเคลียร์ของโลกเมื่อ 20 ปีก่อน) ผู้เขียนใช้แบบจำลองการหมุนเวียนของโลก ModelE จากสถาบัน Goddard Institute for Space Studies ของ NASA ซึ่งพวกเขาระบุว่า "ได้รับการทดสอบอย่างกว้างขวางในการทดลองภาวะโลกร้อนและเพื่อตรวจสอบผลกระทบของการระเบิดของภูเขาไฟต่อสภาพภูมิอากาศ" แบบจำลองนี้ใช้เพื่อตรวจสอบผลกระทบของสงครามที่เกี่ยวข้องกับคลังอาวุธนิวเคลียร์ทั่วโลกในปัจจุบันทั้งหมด ซึ่งคาดว่าจะปล่อยควันประมาณ 150 Tg สู่ชั้นบรรยากาศ รวมถึงสงครามที่เกี่ยวข้องกับคลังอาวุธนิวเคลียร์ประมาณหนึ่งในสามของคลังอาวุธนิวเคลียร์ในปัจจุบัน ซึ่งคาดว่าจะปล่อยควันประมาณ 50 Tg ในกรณี 150 Tg พวกเขาพบว่า:

อุณหภูมิเฉลี่ยพื้นผิวโลกลดลง −7 ถึง −8 °C ต่อเนื่องกันเป็นเวลาหลายปี และหลังจากผ่านไปหนึ่งทศวรรษ อุณหภูมิก็ยังคงลดลง −4 °C (รูปที่ 2) เมื่อพิจารณาว่าอุณหภูมิเฉลี่ยทั่วโลกลดลงในช่วงยุคน้ำแข็งครั้งสุดท้ายเมื่อ 18,000 ปีก่อน ซึ่งอยู่ที่ประมาณ −5 °C การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศครั้งนี้จึงถือเป็นการเปลี่ยนแปลงที่รวดเร็วและรุนแรงอย่างไม่เคยปรากฏมาก่อนในประวัติศาสตร์ของมนุษยชาติ การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิมีมากที่สุดบนพื้นดิน... อุณหภูมิลดลงมากกว่า −20 °C ในพื้นที่กว้างใหญ่ของทวีปอเมริกาเหนือ และลดลงมากกว่า −30 °C ในพื้นที่ส่วนใหญ่ของทวีปยูเรเซีย รวมถึงพื้นที่เกษตรกรรมทั้งหมด

นอกจากนี้ พวกเขายังพบว่าการเย็นตัวลงนี้ทำให้วัฏจักรน้ำทั่วโลกอ่อนแอลง ส่งผลให้ปริมาณน้ำฝนทั่วโลกลดลงประมาณ 45% สำหรับกรณี 50 Tg ซึ่งเกี่ยวข้องกับหนึ่งในสามของคลังอาวุธนิวเคลียร์ในปัจจุบัน พวกเขากล่าวว่าการจำลอง "สร้างการตอบสนองทางสภาพภูมิอากาศที่คล้ายคลึงกับกรณี 150 Tg มาก แต่มีขนาดความรุนแรงประมาณครึ่งหนึ่ง" แต่ "ช่วงเวลาของการตอบสนองนั้นใกล้เคียงกัน" พวกเขาไม่ได้กล่าวถึงผลกระทบต่อภาคเกษตรกรรมอย่างละเอียด แต่ตั้งข้อสังเกตว่าการศึกษาในปี 1986 ซึ่งสมมติว่าไม่มีการผลิตอาหารเป็นเวลาหนึ่งปี คาดการณ์ว่า "คนส่วนใหญ่บนโลกจะขาดแคลนอาหารและอดตายภายในเวลานั้น" และแสดงความคิดเห็นว่าผลลัพธ์ของพวกเขาเองแสดงให้เห็นว่า "ช่วงเวลาที่ไม่มีการผลิตอาหารนี้จำเป็นต้องขยายออกไปอีกหลายปี ทำให้ผลกระทบของฤดูหนาวนิวเคลียร์เลวร้ายยิ่งกว่าที่เคยคิดไว้"

ในปี 2014 Michael J. Mills (ที่ศูนย์วิจัยบรรยากาศแห่งชาติ ของสหรัฐอเมริกา NCAR) และคณะ ได้ตีพิมพ์บทความเรื่อง "การเย็นตัวลงของโลกหลายทศวรรษและการสูญเสียโอโซนที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนภายหลังความขัดแย้งทางนิวเคลียร์ระดับภูมิภาค" ในวารสารEarth's Future [ ^{135 ] ผู้}เขียนใช้แบบจำลองการคำนวณที่พัฒนาโดย NCAR เพื่อจำลองผลกระทบทางภูมิอากาศของเมฆเขม่าที่พวกเขาเสนอว่าจะเป็นผลมาจากสงครามนิวเคลียร์ระดับภูมิภาคซึ่งมีการจุดระเบิดอาวุธ "ขนาดเล็ก" (15 กิโลตัน) จำนวน 100 ลูกเหนือเมืองต่างๆ แบบจำลองมีผลลัพธ์เนื่องจากการปฏิสัมพันธ์ของเมฆเขม่า:

...การสูญเสียโอโซนทั่วโลก 20-50% ในพื้นที่ที่มีประชากรอาศัยอยู่ ซึ่งเป็นระดับที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนในประวัติศาสตร์มนุษยชาติ จะเกิดขึ้นควบคู่ไปกับอุณหภูมิพื้นผิวเฉลี่ยที่หนาวเย็นที่สุดในรอบ 1,000 ปีที่ผ่านมา เราคำนวณว่าดัชนีรังสียูวีจะเพิ่มขึ้น 30-80% ในช่วงฤดูร้อนในละติจูดกลาง ซึ่งบ่งชี้ถึงความเสียหายอย่างกว้างขวางต่อสุขภาพของมนุษย์ การเกษตร และระบบนิเวศบนบกและในน้ำ น้ำค้างแข็งที่รุนแรงจะลดฤดูกาลเพาะปลูกลง 10-40 วันต่อปีเป็นเวลา 5 ปี อุณหภูมิพื้นผิวจะลดลงนานกว่า 25 ปี เนื่องมาจากความเฉื่อยทางความร้อนและผลกระทบของค่าสะท้อนแสงในมหาสมุทรและน้ำแข็งทะเลที่ขยายตัว การรวมกันของความเย็นและรังสียูวีที่เพิ่มขึ้นจะสร้างแรงกดดันอย่างมากต่อปริมาณอาหารทั่วโลกและอาจก่อให้เกิดภาวะขาดแคลนอาหารจากนิวเคลียร์ทั่วโลก

นักวิจัยที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอสอะลาโมสได้เผยแพร่ผลการศึกษาแบบหลายระดับเกี่ยวกับผลกระทบของการแลกเปลี่ยนนิวเคลียร์ในระดับภูมิภาคต่อสภาพภูมิอากาศ ซึ่งเป็นสถานการณ์เดียวกันกับที่ Robock และคณะ และ Toon และคณะ พิจารณาในปี 2550 แตกต่างจากการศึกษาครั้งก่อนๆ การศึกษาครั้งนี้จำลองกระบวนการที่คาร์บอนดำจะถูกพัดขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศ และพบว่ามีคาร์บอนดำเพียงเล็กน้อยเท่านั้นที่จะถูกพัดขึ้นสู่ชั้นสตราโตสเฟียร์ ส่งผลให้ผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศในระยะยาวต่ำกว่าที่การศึกษาเหล่านั้นสรุปไว้มาก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง "ไม่มีการจำลองใดที่ก่อให้เกิดผลกระทบฤดูหนาวนิวเคลียร์" และ "ความน่าจะเป็นของการเย็นตัวลงทั่วโลกอย่างมีนัยสำคัญจากสถานการณ์การแลกเปลี่ยนที่จำกัดตามที่คาดการณ์ไว้ในการศึกษาครั้งก่อนๆ นั้นไม่น่าเป็นไปได้สูง" ^{[ 136 ]}การศึกษาครั้งนี้ถูกหักล้างด้วยผลลัพธ์ในการศึกษาครั้งต่อๆ มาหลายครั้งที่อ้างว่าการศึกษาในปี 2561 มีข้อบกพร่อง^{[ 137 ] [ 138 ] [ 139 ] [ 140 ]}

งานวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสารSafety ที่ผ่านการตรวจสอบโดยผู้ทรงคุณวุฒิ ชี้ให้เห็นว่าไม่มีประเทศใดควรครอบครองหัวรบนิวเคลียร์เกิน 100 ลูก เนื่องจากผลกระทบย้อนกลับต่อประชากรของประเทศผู้รุกรานเอง อันเนื่องมาจาก "ฤดูใบไม้ร่วงนิวเคลียร์" ^{[ 141 ] [ 142 ]}

ในปี 2019 มีการตีพิมพ์งานวิจัยสองชิ้นเกี่ยวกับฤดูหนาวนิวเคลียร์ ซึ่งต่อยอดจากแบบจำลองก่อนหน้านี้และอธิบายสถานการณ์ใหม่ของฤดูหนาวนิวเคลียร์จากการแลกเปลี่ยนอาวุธนิวเคลียร์ในปริมาณที่น้อยกว่าที่เคยจำลองไว้ก่อนหน้านี้

เช่นเดียวกับการศึกษาในปี 2007 โดย Robock et al. [ ^{24 ]}การศึกษาในปี 2019 โดย Coupe ^et al.จำลองสถานการณ์ที่คาร์บอนดำ 150 Tg ถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศหลังจากการแลกเปลี่ยนอาวุธนิวเคลียร์ระหว่างสหรัฐอเมริกาและรัสเซีย โดยที่ทั้งสองประเทศใช้อาวุธนิวเคลียร์ทั้งหมดที่สนธิสัญญาอนุญาต^{[ 143 ]}ปริมาณคาร์บอนดำนี้เกินกว่าที่ถูกปล่อยออกมาในชั้นบรรยากาศจากการระเบิดของภูเขาไฟทั้งหมดในช่วง 1,200 ปีที่ผ่านมา แต่มีน้อยกว่าการชนของดาวเคราะห์น้อยที่ทำให้เกิดการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่เมื่อ 66 ล้านปีก่อน^{[ 143 ]} Coupe et al.ใช้ " แบบจำลองสภาพภูมิอากาศชุมชนบรรยากาศทั้งหมดเวอร์ชัน 4" (WACCM4) ซึ่งมีความละเอียดสูงกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่าในการจำลองละอองลอยและเคมีในชั้นสตราโตสเฟียร์มากกว่าการจำลอง ModelE ที่ Robock et al . ใช้ ^{[ 143 ]}

แบบจำลอง WACCM4 จำลองว่าโมเลกุลของคาร์บอนดำจะเพิ่มขนาดขึ้นเป็นสิบเท่าของขนาดปกติเมื่อไปถึงชั้นสตราโตสเฟียร์ แบบจำลอง E ไม่ได้คำนึงถึงผลกระทบนี้ ความแตกต่างของขนาดอนุภาคคาร์บอนดำนี้ส่งผลให้ความลึกเชิงแสงในแบบจำลอง WACCM4 ทั่วโลกเพิ่มขึ้นในช่วงสองปีแรกหลังจากการฉีดครั้งแรกเนื่องจากการดูดซับแสงอาทิตย์ในชั้นสตราโตสเฟียร์ที่มากขึ้น[ 143 ^{]ซึ่งจะ}มีผลทำให้เพิ่มอุณหภูมิในชั้นสตราโตสเฟียร์ขึ้น 100K และส่งผลให้โอโซนลดลงมากกว่าที่แบบจำลอง E คาดการณ์ไว้เล็กน้อย^{[ 143 ]}ผลที่ตามมาอีกประการหนึ่งของขนาดอนุภาคที่ใหญ่ขึ้นคือการเร่งอัตราการตกของโมเลกุลคาร์บอนดำออกจากชั้นบรรยากาศ หลังจากสิบปีนับจากการฉีดคาร์บอนดำเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ WACCM4 คาดการณ์ว่าจะเหลืออยู่ 2 Tg ในขณะที่แบบจำลอง E คาดการณ์ไว้ 19 Tg ^{[ 143 ]}

แบบจำลองปี 2019 และแบบจำลองปี 2007 ต่างก็คาดการณ์ว่าอุณหภูมิจะลดลงอย่างมีนัยสำคัญทั่วโลก อย่างไรก็ตามความละเอียด ที่เพิ่มขึ้น และการจำลองอนุภาคในแบบจำลองปี 2019 คาดการณ์ว่าอุณหภูมิที่ผิดปกติจะมากขึ้นในช่วงหกปีแรกหลังการฉีด แต่จะกลับสู่อุณหภูมิปกติได้เร็วกว่า ระหว่างไม่กี่เดือนหลังการฉีดจนถึงปีที่หกของความผิดปกติ แบบจำลอง WACCM4 คาดการณ์ว่าอุณหภูมิโลกจะเย็นกว่าแบบจำลอง ModelE โดยอุณหภูมิจะต่ำกว่าปกติมากกว่า 20K ทำให้เกิดอุณหภูมิเยือกแข็งในช่วงฤดูร้อนในพื้นที่ส่วนใหญ่ของซีกโลกเหนือ ส่งผลให้ฤดูกาลเพาะปลูกทางการเกษตรในละติจูดกลางลดลง 90% รวมถึงภาคตะวันตกตอนกลางของสหรัฐอเมริกา^{[ 143 ]}การจำลองของ WACCM4 ยังคาดการณ์ว่าปริมาณน้ำฝนรายปีทั่วโลกจะลดลง 58% จากระดับปกติในปีที่สามและสี่หลังการฉีด ซึ่งเป็นการลดลงที่สูงกว่าที่คาดการณ์ไว้ในแบบจำลอง ModelE ถึง 10% ^{[ 143 ]}

Toon และคณะได้จำลองสถานการณ์นิวเคลียร์ในปี 2025 โดยที่อินเดียและปากีสถานจะแลกเปลี่ยนอาวุธนิวเคลียร์กัน โดยโจมตีพื้นที่เมือง 100 แห่งในปากีสถานและ 150 แห่งในอินเดียด้วยอาวุธนิวเคลียร์ที่มีขนาดตั้งแต่ 15 กิโลตันถึง 100 กิโลตัน และตรวจสอบผลกระทบของคาร์บอนดำที่ปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศจาก การระเบิด กลางอากาศเท่านั้น^{[ 6 ]}นักวิจัยได้จำลองผลกระทบต่อชั้นบรรยากาศหากอาวุธทั้งหมดมีขนาด 15 กิโลตัน 50 กิโลตัน และ 100 กิโลตัน ซึ่งให้ช่วงที่การแลกเปลี่ยนอาวุธนิวเคลียร์น่าจะเกิดขึ้นได้เมื่อพิจารณาจากการทดสอบนิวเคลียร์ล่าสุดที่ดำเนินการโดยทั้งสองประเทศ ช่วงที่ให้มานั้นกว้างมาก เนื่องจากทั้งอินเดียและปากีสถานไม่มีภาระผูกพันที่จะต้องให้ข้อมูลเกี่ยวกับคลังอาวุธนิวเคลียร์ของตน ดังนั้นขอบเขตของอาวุธนิวเคลียร์จึงยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด^{[ 6 ]}

Toon และคณะสันนิษฐานว่าพายุไฟหรือเพลิงไหม้จะเกิดขึ้นหลังจากการระเบิดของอาวุธแต่ละครั้ง และปริมาณคาร์บอนดำที่ถูกปล่อยเข้าสู่ชั้นบรรยากาศจากผลลัพธ์ทั้งสองจะเท่ากันและมีปริมาณมาก^{[ 6 ]}ในฮิโรชิมาในปี 1945 มีการคาดการณ์ว่าพายุไฟปล่อยพลังงานออกมามากกว่าที่ปล่อยออกมาในระหว่างการระเบิดนิวเคลียร์ถึง 1,000 เท่า^{[ 7 ]}พื้นที่ขนาดใหญ่ที่ถูกเผาไหม้จะปล่อยคาร์บอนดำจำนวนมากเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ ปริมาณที่ปล่อยออกมามีตั้งแต่ 16.1 Tg หากอาวุธทั้งหมดมีขนาด 15 kt หรือน้อยกว่า ไปจนถึง 36.6 Tg สำหรับอาวุธขนาด 100 kt ทั้งหมด^{[ 6 ]}สำหรับอาวุธขนาด 15 kt และ 100 kt นักวิจัยได้จำลองการลดลงของปริมาณน้ำฝนทั่วโลก 15% ถึง 30% การลดลงของอุณหภูมิระหว่าง 4K ถึง 8K และการลดลงของอุณหภูมิในมหาสมุทร 1K ถึง 3K ^{[ 6 ]}หากอาวุธที่ใช้ทั้งหมดมีกำลัง 50 กิโลตันขึ้นไป การหมุนเวียน ของเซลล์แฮดลีย์จะหยุดชะงักและทำให้ปริมาณน้ำฝนในแถบมิดเวสต์ของอเมริกาลดลง 50% ผลผลิตปฐมภูมิสุทธิ (NPP) ของมหาสมุทรลดลง 10% ถึง 20% สำหรับสถานการณ์ 15 กิโลตันและ 100 กิโลตัน ตามลำดับ ในขณะที่ NPP บนบกลดลงระหว่าง 15% ถึง 30% โดยเฉพาะอย่างยิ่งภูมิภาคเกษตรกรรมในละติจูดกลางของสหรัฐอเมริกาและยุโรปได้รับผลกระทบ โดย NPP ลดลง 25-50% ^{[ 6 ]}ตามที่คาดการณ์ไว้ในเอกสารอื่น เมื่อคาร์บอนดำถูกกำจัดออกจากชั้นบรรยากาศหลังจากสิบปี อุณหภูมิและ NPP จะกลับสู่ภาวะปกติ^{[ 6 ]}

Coupe และคณะรายงานการจำลองผลกระทบของเอลนีโญที่กินเวลานานหลายปีหลังจากสถานการณ์นิวเคลียร์หกสถานการณ์ที่มีเขม่าตั้งแต่ 5 ถึง 150 Tg ภายใต้แบบจำลอง CESM-WACCM4 พวกเขาเรียกการเปลี่ยนแปลงนี้ว่า "นิวเคลียร์นีโญ" และอธิบายการเปลี่ยนแปลงต่างๆ ในกระแสน้ำในมหาสมุทร^{[ 144 ]}

จากการศึกษาวิจัยที่ได้รับการตรวจสอบโดยผู้ทรงคุณวุฒิซึ่งตีพิมพ์ในวารสารNature Foodในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2565 ^{[ 20 ]}สงครามนิวเคลียร์เต็มรูปแบบระหว่างสหรัฐอเมริกาและรัสเซียซึ่งครอบครองอาวุธนิวเคลียร์มากกว่า 90% ของโลก จะคร่าชีวิตผู้คนโดยตรง 360 ล้านคน และโดยอ้อมอีกกว่า 5 พันล้านคนจากการอดอยากในช่วงฤดูหนาวนิวเคลียร์^{[ 147 ] [ 148 ]}

บทความอีกฉบับที่ตีพิมพ์ในปีนั้น โดย Kunio Kaiho นักวิชาการด้านวิทยาศาสตร์โลกจากมหาวิทยาลัยโทโฮคุได้เปรียบเทียบผลกระทบของสถานการณ์ฤดูหนาวนิวเคลียร์ต่อชีวิตสัตว์ ทะเลและสัตว์บกกับเหตุการณ์ การสูญพันธุ์ ในอดีต Kaiho ประมาณการว่าสงครามนิวเคลียร์ขนาดเล็ก (ซึ่งเขากำหนดไว้ว่าเป็นการแลกเปลี่ยนนิวเคลียร์ระหว่างอินเดียและปากีสถานหรือเหตุการณ์ที่มีขนาดเทียบเท่ากัน) จะทำให้สิ่งมีชีวิตสูญพันธุ์ไป 10–20% ในขณะที่ สงครามนิวเคลียร์ ขนาดใหญ่ (ซึ่งกำหนดไว้ว่าเป็นการแลกเปลี่ยนนิวเคลียร์ระหว่างสหรัฐอเมริกาและรัสเซีย ) จะทำให้สิ่งมีชีวิตสูญพันธุ์ไป 40–50% ซึ่งเทียบได้กับเหตุการณ์การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ "Big Five" บางเหตุการณ์ สำหรับการเปรียบเทียบ สิ่งที่เขาพิจารณาว่าเป็นสถานการณ์ที่น่าจะเป็นไปได้มากที่สุดของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ที่เกิดจากมนุษย์ โดยมีอุณหภูมิสูงขึ้น 3 °C (5.4 °F) ภายในปี 2100 และ 3.8 °C (6.8 °F) ภายในปี 2500 จะทำให้สิ่งมีชีวิตสูญพันธุ์ไปประมาณ 12–14% ภายใต้วิธีการเดียวกัน^{[ 149 ]}

ตั้งแต่ปี 2023 สถาบันวิทยาศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ และการแพทย์แห่งชาติของสหรัฐอเมริกาได้จัดตั้งการศึกษาอิสระเกี่ยวกับผลกระทบทางสิ่งแวดล้อมที่อาจเกิดขึ้นจากสงครามนิวเคลียร์ จุดประสงค์คือเพื่อประเมินงานวิจัยทั้งหมดเกี่ยวกับฤดูหนาวนิวเคลียร์ และรายงานฉบับสุดท้ายมีกำหนดเผยแพร่ในปี 2024 ^{[ 150 ]}

ณ วันที่ 12 มีนาคม พ.ศ. 2568 คณะกรรมการยังคงดำเนินการจัดทำรายงานอยู่^{[ 150 ] : "เหตุการณ์ที่ผ่านมา"}

ในปี 2025 นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนียสเตทได้ใช้ แบบจำลองระบบนิเวศเกษตร Cycles เพื่อจำลองว่าฤดูหนาวนิวเคลียร์จะส่งผลกระทบต่อผลผลิตข้าวโพดทั่วโลก ( Zea mays ) อย่างไร โดยถือว่าข้าวโพดเป็นตัวแทนของพืชผลหลักทั่วโลก การศึกษานี้จำลองการผลิตใน 38,572 แห่งภายใต้สถานการณ์การฉีดเขม่า 6 แบบเข้าสู่ชั้นบรรยากาศเบื้องบน ซึ่งมีปริมาณตั้งแต่ประมาณ 5 ล้านถึง 165 ล้านตัน^{[ 151 ] [ 152 ]}

สงครามนิวเคลียร์ระดับภูมิภาค (~5.5 ล้านตันเขม่า) อาจลดผลผลิตข้าวโพดทั่วโลกลงประมาณ 7% ในขณะที่ความขัดแย้งระดับโลกเต็มรูปแบบ (~165 ล้านตันเขม่า) อาจลดผลผลิตลงประมาณ 80% ^{[ 153 ] [ 154 ]}

นักวิจัยยังประเมินว่าการลดลงของโอโซนภายหลังความขัดแย้งขนาดใหญ่จะทำให้รังสีอัลตราไวโอเลตบีเพิ่มขึ้น โดยจะถึงจุดสูงสุดในอีกหกถึงแปดปีต่อมา ส่งผลให้ผลผลิตข้าวโพดลดลงอีกประมาณ 7% ในกรณีที่เลวร้ายที่สุด จะทำให้ผลผลิตลดลงทั้งหมดประมาณ 87% ^{[ 151 ] [ 155 ]}

คาดการณ์ว่าการฟื้นตัวทางการเกษตรทั่วโลกจะใช้เวลาประมาณเจ็ดถึงสิบสองปี ขึ้นอยู่กับความรุนแรงของความขัดแย้งและสถานที่ตั้ง โดยจะล่าช้ากว่าในละติจูดที่สูงกว่า^{[ 153 ]}เพื่อช่วยบรรเทาผลกระทบดังกล่าว ผู้เขียนได้แนะนำ "ชุดฟื้นฟูทางการเกษตร" ซึ่งประกอบด้วยเมล็ดพันธุ์พืชที่เติบโตเร็วและทนต่อความหนาวเย็นซึ่งเหมาะกับภูมิภาคต่างๆ^{[ 151 ] [ 152 ]}

พื้นฐานหลักห้าประการและส่วนใหญ่เป็นอิสระต่อกันที่แนวคิดฤดูหนาวนิวเคลียร์ได้รับและยังคงได้รับการวิพากษ์วิจารณ์นั้นถือเป็นดังนี้: ^{[ 136 ] [ 156 ]}

• เมืองต่างๆ จะ เกิด พายุไฟ ได้ง่ายหรือ ไม่ และถ้าเป็นเช่นนั้น จะเกิดเขม่าควันมากแค่ไหน?
• ความคงอยู่ของเขม่า ในชั้นบรรยากาศ : ปริมาณเขม่าที่คาดการณ์ไว้ในแบบจำลองจะคงอยู่ในชั้นบรรยากาศนานเท่าที่คาดการณ์ไว้หรือไม่ หรือจะมีเขม่าปริมาณมากกว่านั้นตกลงมาเป็นฝนดำเร็วกว่ามาก?
• จังหวะเวลาของเหตุการณ์: การจำลองพายุไฟหรือสงครามที่จะเริ่มต้นในปลายฤดูใบไม้ผลิหรือฤดูร้อนนั้นสมเหตุสมผลเพียงใด (ซึ่งใช้ในเอกสารเกี่ยวกับการเกิดสงครามนิวเคลียร์ระหว่างสหรัฐฯ กับสหภาพโซเวียตเกือบทั้งหมด ส่งผลให้ได้แบบจำลองการเย็นตัวลงในระดับสูงสุดเท่าที่จะเป็นไปได้)
• ความมืดและความทึบแสง : คุณภาพของเขม่าที่เข้าสู่ชั้นบรรยากาศตามที่คาดการณ์ไว้จะมีผลในการปิดกั้นแสงมากน้อยเพียงใด? ^{[ 156 ]}
• การลอยตัว : เขม่าจะถูกลอยขึ้นไปในชั้นสตราโตสเฟียร์มากน้อยแค่ไหน? ^{[ 136 ]}

แม้ว่าการคาดการณ์แบบจำลอง 1 มิติ TTAPS ครั้งแรกในปี 1983 ซึ่งได้รับความนิยมอย่างมาก จะถูกรายงานและวิพากษ์วิจารณ์อย่างกว้างขวางในสื่อ ส่วนหนึ่งเป็นเพราะแบบจำลองในภายหลังทุกแบบคาดการณ์ถึงการเย็นตัวในระดับ "หายนะ" น้อยกว่ามาก^{[ 157 ]}แบบจำลองส่วนใหญ่ยังคงแนะนำว่าการเย็นตัวทั่วโลกที่เป็นอันตรายบางอย่างจะยังคงเกิดขึ้น ภายใต้สมมติฐานว่ามีไฟไหม้จำนวนมากเกิดขึ้นในฤดูใบไม้ผลิหรือฤดูร้อน^{[ 113 ] [ 158 ]} แบบ จำลอง 3 มิติที่ไม่ซับซ้อนมากนักของ Starley L. Thompson ในช่วงกลางทศวรรษ 1980 ซึ่งมีสมมติฐานทั่วไปเดียวกัน ทำให้เขาบัญญัติคำว่า "ฤดูใบไม้ร่วงนิวเคลียร์" เพื่ออธิบายผลลัพธ์ทางภูมิอากาศของเขม่าในแบบจำลองนี้ได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น ในการสัมภาษณ์ทางโทรทัศน์ที่เขาปฏิเสธแบบจำลอง "หายนะ" ก่อนหน้านี้^{[ 159 ]}

คำวิจารณ์สำคัญเกี่ยวกับสมมติฐานที่ยังคงทำให้ผลลัพธ์ของแบบจำลองเหล่านี้เป็นไปได้ ปรากฏในหนังสือNuclear War Survival Skills ( NWSS ) ปี 1987 ซึ่งเป็น คู่มือ การป้องกันพลเรือนโดยCresson Kearnyสำหรับห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Oak Ridge ^{[ 160 ]}ตามเอกสารตีพิมพ์ปี 1988 เรื่องAn assessment of global atmospheric effects of a major nuclear war คำวิจารณ์ของ Kearny มุ่งเป้าไปที่ปริมาณเขม่าที่มากเกินไปที่ผู้สร้างแบบจำลองสันนิษฐานว่าจะไปถึงชั้นสตราโตสเฟี ยร์ Kearny อ้างถึงการศึกษาของโซเวียตที่ระบุว่าเมืองสมัยใหม่จะไม่ถูกเผาไหม้เป็นพายุไฟ เนื่องจากสิ่งของในเมืองที่ติดไฟได้ส่วนใหญ่จะถูกฝังอยู่ใต้ซากปรักหักพังที่ไม่ติดไฟ และการศึกษา TTAPS มีการประเมินขนาดและขอบเขตของไฟป่าที่ไม่ใช่ในเมืองที่เกิดจากสงครามนิวเคลียร์สูงเกินจริงอย่างมาก^{[ 17 ]}ผู้เขียน TTAPS ตอบว่า พวกเขาไม่เชื่อว่านักวางแผนเป้าหมายจะระเบิดเมืองให้พังทลายโดยเจตนา แต่กลับโต้แย้งว่าไฟจะเริ่มลุกไหม้ในชานเมืองที่ไม่ได้รับความเสียหายมากนักเมื่อสถานที่ใกล้เคียงถูกโจมตี และยอมรับบางส่วนในประเด็นเรื่องไฟป่านอกเมือง^{[ 17 ]}ดร. ริชาร์ด ดี. สมอลล์ ผู้อำนวยการด้านวิทยาศาสตร์ความร้อนของบริษัทวิจัยแปซิฟิก-เซียร์รา ก็ไม่เห็นด้วยอย่างยิ่งกับสมมติฐานของแบบจำลอง โดยเฉพาะอย่างยิ่งการปรับปรุงในปี 1990 โดย TTAPS ที่โต้แย้งว่าวัสดุประมาณ 5,075 Tg จะถูกเผาไหม้ในสงครามนิวเคลียร์ระหว่างสหรัฐฯ และโซเวียตทั้งหมด ในขณะที่การวิเคราะห์แบบแปลนและอาคารจริงโดยสมอลล์ให้ผลลัพธ์ว่ามีวัสดุที่สามารถเผาไหม้ได้สูงสุด 1,475 Tg "โดยสมมติว่าวัสดุที่ติดไฟได้ทั้งหมดถูกจุดไฟจริง" ^{[ 156 ]}

แม้ว่า Kearny จะมีความคิดเห็นว่าแบบจำลองที่แม่นยำกว่าในอนาคตจะ "บ่งชี้ว่าอุณหภูมิจะลดลงน้อยลงกว่าเดิม" รวมถึงแบบจำลองที่มีศักยภาพในอนาคตที่ไม่ยอมรับได้ง่ายๆ ว่าพายุไฟจะเกิดขึ้นอย่างน่าเชื่อถือเหมือนที่ผู้สร้างแบบจำลองฤดูหนาวนิวเคลียร์สันนิษฐานไว้ แต่ในNWSS Kearny ได้สรุปการประมาณการความเย็นที่ค่อนข้างปานกลางไม่เกินสองสามวัน^{[ 160 ]}จาก แบบจำลอง Nuclear Winter Reappraised ปี 1986 โดย Starley Thompson และStephen Schneider [ ^{161 ] การ}กระทำนี้มีจุดประสงค์เพื่อสื่อให้ผู้อ่านของเขาเข้าใจว่าตรงกันข้ามกับความคิดเห็นที่เป็นที่นิยมในขณะนั้น ในข้อสรุปของนักวิทยาศาสตร์ด้านสภาพภูมิอากาศทั้งสองคนนี้ "บนพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์ ข้อสรุปเกี่ยวกับหายนะทั่วโลกของสมมติฐานฤดูหนาวนิวเคลียร์เริ่มต้นสามารถลดระดับความน่าจะเป็นลงเหลือระดับที่ต่ำมากจนแทบเป็นศูนย์ได้" ^{[ 160 ]}

อย่างไรก็ตาม บทความปี 1988 โดย Brian Martin ในScience and Public Policy ^{[ 158 ]}ระบุว่า แม้ว่าNuclear Winter Reappraisedจะสรุปว่า "ฤดูหนาวนิวเคลียร์" ระหว่างสหรัฐฯ และสหภาพโซเวียตจะรุนแรงน้อยกว่าที่คิดไว้แต่เดิม โดยผู้เขียนอธิบายผลกระทบในลักษณะ "ฤดูใบไม้ร่วงนิวเคลียร์" มากกว่า แต่ข้อความอื่นๆ โดย Thompson และ Schneider ^{[ 162 ] [ 163 ]}แสดงให้เห็นว่าพวกเขา "ต่อต้านการตีความว่านี่หมายถึงการปฏิเสธประเด็นพื้นฐานเกี่ยวกับฤดูหนาวนิวเคลียร์" ในบทความของ Alan Robock และคณะในปี 2007 พวกเขาเขียนว่า "เนื่องจากการใช้คำว่า 'ฤดูใบไม้ร่วงนิวเคลียร์' โดย Thompson และ Schneider [1986] แม้ว่าผู้เขียนจะชี้แจงอย่างชัดเจนว่าผลกระทบทางสภาพภูมิอากาศจะรุนแรง แต่ในแวดวงนโยบาย ทฤษฎีฤดูหนาวนิวเคลียร์ก็ถูกมองว่าเกินจริงและถูกหักล้างโดยบางคน [เช่น Martin, 1988]" ^{[ 24 ]}ในปี 2550 ชไนเดอร์แสดงการสนับสนุนเบื้องต้นต่อผลลัพธ์ของการลดความร้อนของสงครามนิวเคลียร์แบบจำกัด (ปากีสถานและอินเดีย) ที่วิเคราะห์ในแบบจำลองปี 2549 โดยกล่าวว่า "ดวงอาทิตย์ในเขตร้อนมีกำลังแรงกว่าในละติจูดกลางมาก ดังนั้นสงครามที่จำกัดกว่ามาก [ที่นั่น] อาจมีผลกระทบมากกว่ามาก เพราะคุณกำลังวางควันไว้ในที่ที่แย่ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้" และ "สิ่งใดก็ตามที่คุณสามารถทำได้เพื่อยับยั้งไม่ให้ผู้คนคิดว่ามีวิธีใดที่จะชนะอะไรได้ด้วยการแลกเปลี่ยนนิวเคลียร์ถือเป็นความคิดที่ดี" ^{[ 164 ]}

การมีส่วนร่วมของควันจากการลุกไหม้ของพืชพรรณที่ไม่ใช่ทะเลทรายที่มีชีวิต ป่าไม้ หญ้า และอื่นๆ ที่อยู่ใกล้กับไซโลขีปนาวุธ หลายแห่ง เป็นแหล่งกำเนิดควันซึ่งเดิมทีสันนิษฐานว่ามีปริมาณมากในเอกสาร "Twilight at Noon" ฉบับแรก และยังพบในเอกสาร TTAPS ที่ได้รับความนิยมอีกด้วย อย่างไรก็ตาม สมมติฐานนี้ได้รับการตรวจสอบโดย Bush และ Small ในปี 1987 และพวกเขาพบว่าการเผาไหม้ของพืชพรรณที่มีชีวิตอาจมีส่วนเพียงเล็กน้อยต่อ "การผลิตควันนอกเมือง" โดยรวมที่ประเมินไว้^{[ 17 ]}โดยศักยภาพของพืชพรรณที่จะคงการเผาไหม้ไว้ได้นั้นเป็นไปได้ก็ต่อเมื่ออยู่ภายในรัศมี หนึ่ง หรือสองจากพื้นผิวของลูกไฟนิวเคลียร์ ซึ่งอยู่ในระยะที่จะประสบกับลมระเบิด ที่รุนแรง ซึ่งจะส่งผลต่อไฟไหม้ดังกล่าว ด้วย ^{[ 165 ]}การลดลงของการประมาณอันตรายจากควันนอกเขตเมืองนี้ได้รับการสนับสนุนจากเอกสารการประมาณการเบื้องต้นเกี่ยวกับการเกิดไฟป่าจากนิวเคลียร์ในปี 1984 ^{[ 17 ]}และจากการตรวจสอบภาคสนามในช่วงปี 1950–1960 ของป่าเขตร้อนที่ถูกเผาไหม้บนพื้นผิว ถูกทำลายแต่ไม่เคยถูกเผาจนหมดบนเกาะโดยรอบจากจุดยิงในปฏิบัติการ Castle ^{[ 166 ]}และปฏิบัติการ Redwing ^{[ 167 ] [ 168 ]}

เอกสารของกระทรวงความมั่นคงแห่งมาตุภูมิของสหรัฐอเมริกาซึ่งสรุปในปี 2010 ระบุว่าหลังจากการระเบิดนิวเคลียร์ที่มุ่งเป้าไปที่เมือง "หากไฟสามารถลุกลามและรวมตัวกันได้ อาจเกิดพายุไฟขึ้นซึ่งเกินความสามารถของนักดับเพลิงที่จะควบคุมได้ อย่างไรก็ตาม ผู้เชี่ยวชาญแนะนำว่าลักษณะของการออกแบบและการก่อสร้างเมืองสมัยใหม่ของสหรัฐฯ อาจทำให้พายุไฟที่รุนแรงไม่น่าจะเกิดขึ้น" ^{[ 175 ]}ตัวอย่างเช่น การทิ้งระเบิดนิวเคลียร์ที่นางาซากิไม่ได้ทำให้เกิดพายุไฟ^{[ 176 ]}ข้อสังเกตที่คล้ายกันนี้เกิดขึ้นตั้งแต่ปี 1986–1988 เมื่อพบว่าปริมาณเชื้อเพลิงที่คาดการณ์ไว้ (ปริมาณเชื้อเพลิงต่อตารางเมตร) ในเมืองต่างๆ ที่เป็นพื้นฐานของแบบจำลองฤดูหนาวนั้นสูงเกินไป และจงใจสร้างกระแสความร้อนที่ทำให้ควันลอยขึ้นไปสู่ชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ตอนล่าง แต่การประเมิน "ที่มีลักษณะเฉพาะของสภาพการณ์" ที่พบได้ในเมืองสมัยใหม่ในโลกแห่งความเป็นจริง พบว่าปริมาณเชื้อเพลิง และด้วยเหตุนี้กระแสความร้อนที่เกิดจากการเผาไหม้อย่างมีประสิทธิภาพ จะทำให้ควันลอยขึ้นสูงไม่เกิน 4 กิโลเมตร^{[ 17 ]}

รัสเซล ไซทซ์ ผู้ร่วมงานของศูนย์กิจการระหว่างประเทศ มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด โต้แย้งว่าสมมติฐานของแบบจำลองฤดูหนาวให้ผลลัพธ์ที่นักวิจัยต้องการ และเป็นกรณีของ "การวิเคราะห์กรณีเลวร้ายที่สุดที่ควบคุมไม่ได้" ^{[ 158 ]}ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2529 ไซทซ์ได้ตีพิมพ์ "ไฟไหม้ไซบีเรียเป็นแนวทางสำหรับ 'ฤดูหนาวนิวเคลียร์'" ในวารสารNatureซึ่งเขาได้ทำการวิจัยเกี่ยวกับไฟไหม้ไซบีเรียในปี พ.ศ. 2458 ซึ่งเริ่มต้นในช่วงต้นฤดูร้อนและเกิดจากภัยแล้งที่เลวร้ายที่สุดในประวัติศาสตร์ที่บันทึกไว้ของภูมิภาค ไฟไหม้ครั้งนี้ได้ทำลายล้างภูมิภาคในที่สุด เผาทำลายป่าสน ที่ใหญ่ที่สุดในโลก ซึ่งมีขนาดเท่ากับประเทศเยอรมนี ในขณะที่อุณหภูมิในเวลากลางวันของฤดูร้อนลดลงประมาณ 8 องศาเซลเซียสภายใต้กลุ่มควันในช่วงหลายสัปดาห์ของการเผาไหม้ แต่ไม่มีการเพิ่มขึ้นของน้ำค้างแข็งในเวลากลางคืนที่อาจสร้างความเสียหายร้ายแรงต่อภาคเกษตรกรรม^{[ 177 ]}หลังจากการตรวจสอบไฟไหม้ไซบีเรียในปี พ.ศ. 2458 ไซทซ์ได้วิพากษ์วิจารณ์ผลลัพธ์ของแบบจำลอง "ฤดูหนาวนิวเคลียร์" ว่าอิงจากเหตุการณ์เลวร้ายที่สุดที่เกิดขึ้นต่อเนื่องกัน

ความไม่น่าจะเป็นไปได้ที่การโยนเหรียญ 40 ครั้งติดต่อกันจะออกหัวนั้นใกล้เคียงกับความไม่น่าจะเป็นไปได้ของการได้ไพ่^{รอยัล}ฟลัชที่สมบูรณ์แบบ แต่กลับถูกนำเสนอเป็น "แบบจำลองมิติเดียวที่ซับซ้อน" ซึ่งเป็นการใช้คำที่ขัดแย้งกันเอง เว้นแต่จะนำไปใช้กับ [นางแบบชาวอังกฤษ Lesley Lawson] Twiggy [ ^{157 ]}

Seitz อ้างถึง Carl Sagan โดยเน้นย้ำว่า " ในเกือบทุกกรณีที่สมจริงซึ่งเกี่ยวข้องกับการแลกเปลี่ยนนิวเคลียร์ระหว่างมหาอำนาจ การเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมทั่วโลกที่เพียงพอที่จะทำให้เกิดเหตุการณ์การสูญพันธุ์ที่เท่าเทียมหรือรุนแรงกว่าการสิ้นสุดของยุคครีเทเชียสเมื่อไดโนเสาร์และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ อีกมากมายสูญพันธุ์ไปนั้นมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้น" Seitz แสดงความคิดเห็นว่า " วาทศิลป์ ที่น่าหวาดหวั่น ที่เน้นตัวเอียงในข้อความนี้ทำให้สถานการณ์ 100 เมกะตัน [พายุไฟ 100 เมืองดั้งเดิม] ... เทียบเท่ากับการระเบิด 100 ล้านเมกะตันของดาวเคราะห์น้อยที่พุ่งชนโลก นี่คือการโฆษณาเกินจริงทางดาราศาสตร์..." ^{[ 157 ]} Seitz สรุปว่า:

เมื่อวิทยาศาสตร์ก้าวหน้าและมีการสร้างแบบจำลองที่ซับซ้อนและสมจริงมากขึ้น ผลกระทบที่คาดการณ์ไว้ก็ลดลงเรื่อยๆ ภายในปี 1986 ผลกระทบที่เลวร้ายที่สุดเหล่านี้ได้ลดลงจากปีที่มืดมิดในแถบอาร์กติกมาเป็นอุณหภูมิที่อบอุ่นกว่าเดือนที่อากาศเย็นในปาล์มบีช ! กระบวนทัศน์ ใหม่ ของเมฆที่แตกกระจายและจุดที่อากาศเย็นได้ปรากฏขึ้นน้ำค้างแข็ง ที่เคยปกคลุมทั่วโลก ได้ถอยกลับไปยังทุนดรา ทางเหนือ การคาดการณ์ที่ซับซ้อนของนายซาแกนตกเป็นเหยื่อของ กฎข้อที่สอง ของเมอร์ฟีที่คนรู้จักน้อยกว่า: ถ้าทุกอย่างต้องผิดพลาด อย่าเดิมพันกับมัน^{[ 157 ]}

การคัดค้านของ Seitz ทำให้ผู้สนับสนุนฤดูหนาวนิวเคลียร์ต้องออกมาตอบโต้ในสื่อ ผู้สนับสนุนเชื่อว่าจำเป็นต้องแสดงให้เห็นเพียงความเป็นไปได้ของภัยพิบัติทางสภาพภูมิอากาศ ซึ่งมักจะเป็นสถานการณ์ที่เลวร้ายที่สุด ในขณะที่ฝ่ายตรงข้ามยืนยันว่าเพื่อให้ได้รับการพิจารณาอย่างจริงจัง ฤดูหนาวนิวเคลียร์ควรแสดงให้เห็นว่ามีโอกาสเกิดขึ้นได้ภายใต้สถานการณ์ที่ "สมเหตุสมผล" ^{[ 178 ]}หนึ่งในประเด็นโต้แย้งเหล่านี้ ดังที่ Lynn R. Anspaugh ได้อธิบายไว้ คือคำถามที่ว่าควรใช้ฤดูกาลใดเป็นฉากหลังสำหรับแบบจำลองสงครามระหว่างสหรัฐฯ กับสหภาพโซเวียต แบบจำลองส่วนใหญ่เลือกฤดูร้อนในซีกโลกเหนือเป็นจุดเริ่มต้นเพื่อสร้างการลอยตัวของเขม่าสูงสุดและทำให้เกิดผลกระทบในฤดูหนาวในที่สุด อย่างไรก็ตาม มีการชี้ให้เห็นว่าหากเกิดพายุไฟจำนวนเท่ากันในฤดูใบไม้ร่วงหรือฤดูหนาว ซึ่งมีแสงแดดน้อยกว่ามากที่จะพัดพาเขม่าขึ้นไปยังบริเวณที่เสถียรของชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ ขนาดของผลกระทบจากการเย็นตัวจะน้อยมาก ตามแบบจำลองเดือนมกราคมที่ดำเนินการโดย Covey et al. ^{[ 179 ]}ชไนเดอร์ยอมรับประเด็นนี้ในปี 1990 โดยกล่าวว่า "สงครามในช่วงปลายฤดูใบไม้ร่วงหรือฤดูหนาวจะไม่มีผล [ลดอุณหภูมิ] อย่างเห็นได้ชัด" ^{[ 156 ]}

แอนสปอห์ยังแสดงความไม่พอใจที่แม้ว่าไฟป่าที่ถูกควบคุมในแคนาดาเมื่อวันที่ 3 สิงหาคม 1985 จะถูกกล่าวว่าจุดโดยผู้สนับสนุนฤดูหนาวนิวเคลียร์ โดยไฟดังกล่าวอาจเป็นโอกาสในการวัดคุณสมบัติทางแสงของควันและอัตราส่วนควันต่อเชื้อเพลิงขั้นพื้นฐาน ซึ่งจะช่วยปรับปรุงการประมาณค่าของข้อมูลป้อนเข้าแบบจำลองที่สำคัญเหล่านี้ แต่ผู้สนับสนุนไม่ได้ระบุว่ามีการวัดดังกล่าวเกิดขึ้น^{[ 179 ]}ปีเตอร์ วี. ฮอบส์ผู้ซึ่งต่อมาได้รับเงินทุนเพื่อบินเข้าไปและเก็บตัวอย่างกลุ่มควันจากไฟไหม้น้ำมันในคูเวตในปี 1991 ก็แสดงความไม่พอใจเช่นกันที่เขาไม่ได้รับเงินทุนเพื่อเก็บตัวอย่างไฟป่าในแคนาดาและไฟป่าอื่นๆ ด้วยวิธีนี้^{[ 17 ]}เทอร์โคเขียนบันทึก 10 หน้าพร้อมข้อมูลที่ได้มาจากบันทึกของเขาและภาพถ่ายดาวเทียมบางส่วน โดยอ้างว่ากลุ่มควันสูงถึง 6 กิโลเมตร^{[ 17 ]}

ในปี พ.ศ. 2529 จอยซ์ เพนเนอร์ นักวิทยาศาสตร์ด้านบรรยากาศ จากห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอว์เรนซ์ ลิเวอร์มอร์ได้ตีพิมพ์บทความในวารสาร Natureโดยเน้นที่ตัวแปรเฉพาะของคุณสมบัติทางแสงของควันและปริมาณควันที่ยังคงอยู่ในอากาศหลังจากเกิดไฟไหม้ในเมือง เธอพบว่าค่าประมาณที่ตีพิมพ์ของตัวแปรเหล่านี้แตกต่างกันอย่างมาก ซึ่งขึ้นอยู่กับว่าเลือกใช้ค่าประมาณใด ผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศอาจน้อยมาก น้อย หรือมาก^{[ 180 ]}คุณสมบัติทางแสงที่สมมติขึ้นสำหรับคาร์บอนดำในเอกสารเกี่ยวกับฤดูหนาวนิวเคลียร์ฉบับล่าสุดในปี พ.ศ. 2549 ยังคง "อิงตามค่าที่สมมติขึ้นในการจำลองฤดูหนาวนิวเคลียร์ก่อนหน้านี้" ^{[ 24 ]}

จอห์น แมดด็อกซ์ บรรณาธิการวารสารNatureได้แสดงความคิดเห็นเชิงสงสัยเกี่ยวกับการศึกษาเรื่องฤดูหนาวนิวเคลียร์หลายครั้งในระหว่างดำรงตำแหน่ง^{[ 181 ] [ 182 ]}ในทำนองเดียวกัน เอส. เฟรด ซิงเกอร์ ก็เป็นนักวิจารณ์สมมติฐานนี้มายาวนานทั้งในวารสารและในการโต้วาทีทางโทรทัศน์กับคาร์ล ซาแกน^{[ 183 ] [ 184 ] [ 17 ]}

ในการตอบสนองต่อบทความที่ทันสมัยกว่าเกี่ยวกับสมมติฐานในปี 2011 รัสเซลล์ ไซทซ์ ได้ตีพิมพ์ความคิดเห็นในNatureเพื่อท้าทายคำกล่าวอ้างของอลัน โรบ็อค ที่ว่าไม่มีการถกเถียงทางวิทยาศาสตร์ที่แท้จริงเกี่ยวกับแนวคิด "ฤดูหนาวนิวเคลียร์" ^{[ 185 ]}ในปี 1986 ไซทซ์ยังโต้แย้งว่าคนอื่นๆ อีกหลายคนลังเลที่จะพูดออกมาเพราะกลัวว่าจะถูกตีตราว่าเป็น " ดร. สแตรงจ์เลิฟที่ ซ่อนตัว " ตัวอย่างเช่น นักฟิสิกส์ฟรีแมน ไดสันจากมหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน กล่าวว่า "มันเป็นวิทยาศาสตร์ที่แย่มาก แต่ฉันค่อนข้างสิ้นหวังที่จะแก้ไขบันทึกสาธารณะให้ถูกต้อง" ^{[ 157 ]}ตามรายงานของ Rocky Mountain News สตีเฟน ชไนเดอร์ ถูกผู้สนับสนุนการลดอาวุธบางคนเรียกว่าเป็นฟาสซิสต์เนื่องจากเขาเขียนบทความในปี 1986 เรื่อง "การประเมินฤดูหนาวนิวเคลียร์ใหม่" ^{[ 160 ]} Kerry Emanuelนักอุตุนิยมวิทยาจาก MITเขียนไว้ในบทวิจารณ์ในNatureว่าแนวคิดเรื่องฤดูหนาวนั้น "มีชื่อเสียงในด้านการขาดความน่าเชื่อถือทางวิทยาศาสตร์" เนื่องจากมีการเลือกประมาณการที่ไม่สมจริงสำหรับปริมาณเชื้อเพลิงที่น่าจะเผาไหม้ และแบบจำลองการหมุนเวียนของโลกที่ไม่แม่นยำที่ใช้ Emanuel สรุปโดยระบุว่าหลักฐานจากแบบจำลองอื่นๆ ชี้ให้เห็นถึงการชะล้างควันจำนวนมากโดยฝน^{[ 186 ]} Emanuel ยังได้กล่าวถึง "ประเด็นที่น่าสนใจ" เกี่ยวกับการตั้งคำถามถึงความเป็นกลางของผู้สนับสนุนเมื่อพูดถึงมุมมองทางอารมณ์หรือทางการเมืองที่พวกเขายึดถือ^{[ 17 ]}

William R. Cottonศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์บรรยากาศแห่งมหาวิทยาลัยรัฐโคโลราโด ผู้เชี่ยวชาญด้าน การสร้างแบบ จำลองฟิสิกส์เมฆและผู้ร่วมสร้างแบบจำลองบรรยากาศ RAMS ที่มีอิทธิพลอย่างมาก ^{[ 187 ] [ 188 ]}และที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ได้ทำงานเกี่ยวกับแบบจำลองการตกของเขม่าในช่วงทศวรรษ 1980 ^{[ 17 ]}และสนับสนุนการคาดการณ์ที่ทำโดยแบบจำลองฤดูหนาวนิวเคลียร์ของเขาเองและแบบจำลองอื่นๆ^{[ 189 ]}อย่างไรก็ตาม ตั้งแต่นั้นมาเขาก็ได้เปลี่ยนจุดยืนนี้ ตามหนังสือที่เขาร่วมเขียนในปี 2007 โดยระบุว่า ในบรรดาสมมติฐานอื่นๆ ที่ได้รับการตรวจสอบอย่างเป็นระบบ การตกของเขม่า/การตกตะกอนแบบเปียกจะเกิดขึ้นมากกว่าที่สันนิษฐานไว้ในเอกสารสมัยใหม่เกี่ยวกับเรื่องนี้: "เราต้องรอให้มี การนำ GCM รุ่นใหม่ มาใช้เพื่อตรวจสอบผลที่อาจเกิดขึ้นในเชิงปริมาณ" เขายังระบุอีกว่า ในมุมมองของเขา "ฤดูหนาวนิวเคลียร์ส่วนใหญ่มีแรงจูงใจทางการเมืองตั้งแต่เริ่มต้น" ^{[ 3 ] [ 38 ]}

ในช่วงวิกฤตการณ์ขีปนาวุธคิวบาฟิเดล คาสโตรและเช เกวาราเรียกร้องให้สหภาพโซเวียตโจมตี สหรัฐฯ ด้วย อาวุธนิวเคลียร์ก่อนหากสหรัฐฯ บุกคิวบา ในช่วงทศวรรษ 1980 คาสโตรได้กดดันเครมลินให้ใช้ท่าทีที่แข็งกร้าวมากขึ้นต่อสหรัฐฯ ภายใต้ประธานาธิบดีโรนัลด์ เรแกนแม้กระทั่งสนับสนุนความเป็นไปได้ในการใช้อาวุธนิวเคลียร์ ผลโดยตรงจากเรื่องนี้คือ เจ้าหน้าที่โซเวียตถูกส่งไปยังคิวบาในปี 1985 พร้อมกับคณะ "ผู้เชี่ยวชาญ" ซึ่งได้อธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับผลกระทบทางนิเวศวิทยาต่อคิวบาในกรณีที่สหรัฐฯ ถูกโจมตีด้วยอาวุธนิวเคลียร์ ไม่นานหลังจากนั้น เจ้าหน้าที่โซเวียตเล่าว่า คาสโตรก็หมด "ไข้นิวเคลียร์" ของเขาไป^{[ 190 ] [ 191 ]}ในปี 2010 อลัน โรบ็อคถูกเรียกตัวไปยังคิวบาเพื่อช่วยคาสโตรส่งเสริมมุมมองใหม่ของเขาที่ว่าสงครามนิวเคลียร์จะนำมาซึ่งวันสิ้นโลก การบรรยาย 90 นาทีของโรบ็อคถูกออกอากาศทางสถานีโทรทัศน์ของรัฐทั่วประเทศในภายหลัง^{[ 192 ] [ 193 ]}

อย่างไรก็ตาม ตามที่ Robock กล่าว ในแง่ของการดึงดูดความสนใจจากรัฐบาลสหรัฐฯ และส่งผลกระทบต่อนโยบายด้านนิวเคลียร์ เขาล้มเหลว ในปี 2009 เขาและOwen Toonได้บรรยายต่อรัฐสภาสหรัฐฯ แต่ไม่มีอะไรเกิดขึ้น และ John Holdrenที่ปรึกษาด้านวิทยาศาสตร์ของประธานาธิบดีในขณะนั้นก็ไม่ได้ตอบสนองต่อคำขอของพวกเขาในปี 2009 หรือในขณะที่เขียนบทความนี้ในปี 2011 ^{[ 193 ]}

ในบทความ "Bulletin of the Atomic Scientists" ปี 2012 Robock และ Toon ซึ่งมักจะผสมผสานการสนับสนุนการลดอาวุธเข้ากับข้อสรุปของเอกสาร "ฤดูหนาวนิวเคลียร์" ของพวกเขา^{[ 24 ]}โต้แย้งในขอบเขตทางการเมืองว่าผลกระทบสมมุติของฤดูหนาวนิวเคลียร์ทำให้จำเป็นต้องเปลี่ยนหลักการที่พวกเขาสันนิษฐานว่าใช้ในรัสเซียและสหรัฐอเมริกา " การทำลายล้างซึ่งกันและกัน " (MAD) ให้เป็นแนวคิด "การทำลายล้างตนเอง" (SAD) ของพวกเขาเอง^{[ 36 ]}เพราะไม่ว่าเมืองใดจะถูกเผา ผลกระทบของฤดูหนาวนิวเคลียร์ที่เกิดขึ้นซึ่งพวกเขาสนับสนุนนั้น ในมุมมองของพวกเขาจะเป็นหายนะ ในทำนองเดียวกัน ในปี 1989 คาร์ล ซาแกนและริชาร์ด เทอร์โคได้เขียนบทความเกี่ยวกับนัยยะนโยบายที่ตีพิมพ์ในAmbioซึ่งแนะนำว่าเนื่องจากฤดูหนาวนิวเคลียร์เป็น "ความเป็นไปได้ที่ได้รับการยืนยันแล้ว" มหาอำนาจทั้งสองควรลดคลังอาวุธนิวเคลียร์ของตนร่วมกันให้เหลือระดับ " กำลังป้องปรามตามหลักการ " คือ 100-300 หัวรบต่อประเทศ เพื่อที่ว่าใน "กรณีของสงครามนิวเคลียร์ [สิ่งนี้] จะช่วยลดโอกาสที่จะเกิดฤดูหนาวนิวเคลียร์ [รุนแรง] ให้น้อยที่สุด" ^{[ 197 ]}

รายงานการประเมิน ข่าวกรองระหว่างหน่วยงาน ของสหรัฐฯ ที่จัดเป็นความลับในปี 1984 ระบุว่า ในช่วงทศวรรษ 1970 และ 1980 กองทัพโซเวียตและสหรัฐฯ ได้ปฏิบัติตาม " แนวโน้มที่มีอยู่ " ในการย่อขนาดหัวรบนิวเคลียร์ที่มีความแม่นยำสูงขึ้นและมีกำลังระเบิดต่ำลง^{[ 198 ]}สิ่งนี้เห็นได้จากการประเมินชุดฟิสิกส์ที่ มีจำนวนมากที่สุด ในคลังแสงของสหรัฐฯ ซึ่งในทศวรรษ 1960 คือB28และW31อย่างไรก็ตาม ทั้งสองรุ่นก็ลดความสำคัญลงอย่างรวดเร็วเมื่อมีการผลิตW68 ขนาด 50 กิโลตัน, W76ขนาด 100 กิโลตัน และ B61ในทศวรรษ 1980 เป็น จำนวนมาก ^{[ 199 ]}แนวโน้มการย่อขนาดนี้ ซึ่งเป็นไปได้ด้วยความก้าวหน้าในการนำทางด้วยระบบเฉื่อยและ การนำทางด้วย GPS ที่แม่นยำ ฯลฯ ได้รับแรงจูงใจจากหลายปัจจัย โดยเฉพาะอย่างยิ่งความปรารถนาที่จะใช้ประโยชน์จากฟิสิกส์ของเมกะตันที่เทียบเท่ากันที่การย่อขนาดนำเสนอ เพื่อเพิ่มพื้นที่ว่างสำหรับติดตั้ง หัวรบ MIRVและเป้าลวงในแต่ละขีปนาวุธให้มากขึ้น ควบคู่ไปกับความต้องการที่จะทำลายเป้าหมายที่แข็งแกร่งแต่ลดความรุนแรงของความเสียหายจากกัมมันตรังสีที่อาจส่งผลต่อประเทศเพื่อนบ้านและประเทศที่เป็นมิตร ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับความเป็นไปได้ของฤดูหนาวนิวเคลียร์ ระยะของไฟที่อาจเกิด จาก รังสีความร้อนนั้นลดลงแล้วด้วยการย่อขนาด ตัวอย่างเช่น บทความเกี่ยวกับฤดูหนาวนิวเคลียร์ที่ได้รับความนิยมมากที่สุด คือ บทความ TTAPS ปี 1983 ได้อธิบายถึงการโจมตีตอบโต้ ขนาด 3,000 เมกะตันต่อฐานยิงขีปนาวุธข้าม ทวีปโดยแต่ละหัวรบมีพลังงานประมาณ 1 เมกะตัน อย่างไรก็ตาม ไม่นานหลังจากนั้น ไมเคิล อัลต์เฟลด์ จากมหาวิทยาลัยมิชิแกนสเตทและนักรัฐศาสตร์สตีเฟน ซิมบาลา จากมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนียสเตทได้โต้แย้งว่า หัวรบขนาดเล็กและแม่นยำกว่าที่พัฒนาและใช้งานแล้ว (เช่น W76) ร่วมกับระดับความสูงในการระเบิดที่ต่ำกว่าสามารถสร้างการโจมตีตอบโต้แบบเดียวกันได้โดยใช้พลังงานเพียง 3 เมกะตันเท่านั้น พวกเขายังคงกล่าวต่อไปว่าหากแบบจำลองฤดูหนาวนิวเคลียร์พิสูจน์ได้ว่าเป็นตัวแทนของความเป็นจริง การเย็นตัวของสภาพภูมิอากาศจะเกิดขึ้นน้อยลงมาก แม้ว่าจะมีพื้นที่เสี่ยงต่อพายุไฟอยู่ในรายการเป้าหมายก็ตาม เนื่องจากความสูงของการหลอมละลายที่ต่ำกว่า เช่น การระเบิดที่พื้นผิว จะจำกัดขอบเขตของรังสีความร้อนที่เผาไหม้เนื่องจากการบดบังของภูมิประเทศและเงาที่เกิดจากอาคาร^{[ 200 ]}ในขณะเดียวกันก็ยกสูงขึ้นชั่วคราวมากกว่าเดิมมากเมื่อเทียบกับ การจุดระเบิด กลางอากาศซึ่งเป็นวิธีการใช้งานมาตรฐานสำหรับเป้าหมายที่ไม่มีเกราะป้องกันการตกค้างของดินปืนจะจำกัดอยู่ในบริเวณแคบกว่า

ตรรกะนี้สะท้อนให้เห็นในทำนองเดียวกันในการประเมินข่าวกรองระหว่างหน่วยงานใน ปี 1984 ซึ่งเดิมทีจัดเป็นความลับ โดยระบุว่าผู้วางแผนการกำหนดเป้าหมายจะต้องพิจารณาความสามารถในการติดไฟของเป้าหมายควบคู่ไปกับผลผลิต ความสูงของการระเบิด เวลา และปัจจัยอื่นๆ เพื่อลดปริมาณควันเพื่อป้องกันความเป็นไปได้ของฤดูหนาวนิวเคลียร์^{[ 198 ]}ดังนั้น ผลที่ตามมาจากการพยายามจำกัดอันตรายจากไฟไหม้ของเป้าหมายโดยการลดระยะการแผ่รังสีความร้อนด้วยการจุดระเบิดสำหรับการระเบิดบนพื้นผิวและใต้พื้นผิว จะส่งผลให้เกิดสถานการณ์ที่กัมมันตรังสีตกค้าง ในพื้นที่ที่มีความเข้มข้นสูงกว่าและอันตรายกว่ามากซึ่งเกิดขึ้นหลังจากการระเบิดบนพื้นผิว เมื่อเทียบกับ กัมมันตรังสีตกค้าง ทั่วโลก ที่เจือจางกว่า ซึ่งเกิดขึ้นเมื่ออาวุธนิวเคลียร์ถูกจุดระเบิดในโหมดระเบิดกลางอากาศ^{[ 200 ] [ 207 ]}

Altfeld และ Cimbala ยังโต้แย้งว่าความเชื่อในความเป็นไปได้ของฤดูหนาวนิวเคลียร์จะทำให้สงครามนิวเคลียร์มีโอกาสเกิดขึ้นมากขึ้น ซึ่งขัดแย้งกับมุมมองของ Sagan และคนอื่นๆ เพราะมันจะเป็นแรงจูงใจเพิ่มเติมในการดำเนินตามแนวโน้มที่มีอยู่ไปสู่การพัฒนาอาวุธนิวเคลียร์ที่แม่นยำยิ่งขึ้นและมีกำลังระเบิดต่ำลง^{[ 205 ]}ดังที่สมมติฐานฤดูหนาวชี้ให้เห็นว่าการแทนที่อาวุธนิวเคลียร์เชิงยุทธศาสตร์ที่มีกำลังระเบิดหลายเมกะตันซึ่งมองกันในยุคสงครามเย็น ด้วยอาวุธที่มีกำลังระเบิดใกล้เคียงกับอาวุธนิวเคลียร์เชิงยุทธวิธีเช่นRobust Nuclear Earth Penetrator (RNEP) จะช่วยป้องกันศักยภาพของฤดูหนาวนิวเคลียร์ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งความสามารถของ RNEP ซึ่งในขณะนั้นยังเป็นเพียงแนวคิด ได้รับการกล่าวถึงโดยAlbert Wohlstetterนัก วิเคราะห์สงครามนิวเคลียร์ผู้ทรงอิทธิพล ^{[ 208 ]}อาวุธนิวเคลียร์เชิงยุทธวิธีในระดับต่ำมีกำลังระเบิดที่ทับซ้อนกับอาวุธธรรมดา ขนาดใหญ่ ดังนั้นจึงมักถูกมองว่า "ทำให้ความแตกต่างระหว่างอาวุธธรรมดาและอาวุธนิวเคลียร์เลือนหายไป" ทำให้โอกาสในการใช้อาวุธเหล่านี้ "ง่ายขึ้น" ในความขัดแย้ง^{[ 209 ] [ 210 ]}

ในการสัมภาษณ์มิคาอิล กอร์บาชอฟ (ผู้นำสหภาพโซเวียตตั้งแต่ปี 1985 ถึง 1991) ในปี 2000 ได้มีการตั้งคำถามต่อไปนี้กับเขาว่า "ในช่วงทศวรรษ 1980 ท่านได้เตือนถึงอันตรายที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนของอาวุธนิวเคลียร์ และได้ดำเนินการอย่างกล้าหาญเพื่อพลิกสถานการณ์การแข่งขันด้านอาวุธ" โดยกอร์บาชอฟตอบว่า "แบบจำลองที่สร้างโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียและอเมริกันแสดงให้เห็นว่าสงครามนิวเคลียร์จะส่งผลให้เกิดฤดูหนาวนิวเคลียร์ซึ่งจะทำลายล้างสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลกอย่างมาก ความรู้ดังกล่าวเป็นแรงกระตุ้นอย่างมากสำหรับเรา สำหรับผู้คนที่มีเกียรติและคุณธรรม ให้ลงมือทำในสถานการณ์นั้น" ^{[ 211 ]}

อย่างไรก็ตาม การประเมินข่าวกรองระหว่างหน่วยงานของสหรัฐฯ ในปี 1984 แสดงให้เห็นถึงแนวทางที่สงสัยและระมัดระวังมากกว่า โดยระบุว่าสมมติฐานดังกล่าวไม่มีความน่าเชื่อถือทางวิทยาศาสตร์ รายงานคาดการณ์ว่านโยบายนิวเคลียร์ ของโซเวียต จะเป็นการรักษาสถานะนิวเคลียร์เชิงกลยุทธ์ของตนไว้ เช่น การใช้งาน ขีปนาวุธ SS-18 ที่ มีน้ำหนักบรรทุก สูง และพวกเขาจะพยายามใช้สมมติฐานนี้เพื่อวัตถุประสงค์ในการโฆษณาชวนเชื่อเท่านั้น เช่น การเบี่ยงเบนความสนใจไปที่ส่วนของสหรัฐฯ ในการแข่งขันอาวุธนิวเคลียร์ยิ่งไปกว่านั้น รายงานยังแสดงความเชื่อว่า หากเจ้าหน้าที่โซเวียตเริ่มให้ความสำคัญกับฤดูหนาวนิวเคลียร์อย่างจริงจัง พวกเขาอาจเรียกร้องมาตรฐานการพิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์ที่สูงเป็นพิเศษสำหรับสมมติฐานนี้ เนื่องจากผลกระทบของมันจะบ่อนทำลายหลักการทางทหาร ของพวกเขา ซึ่งเป็นระดับของการพิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์ที่อาจไม่สามารถบรรลุได้หากปราศจากการทดลองภาคสนาม^{[ 212 ]}ส่วนที่ไม่ได้แก้ไขของเอกสารจบลงด้วยข้อเสนอแนะว่าการเพิ่มขึ้นอย่างมากของเสบียงอาหารป้องกันพลเรือนของโซเวียตอาจเป็นตัวบ่งชี้เบื้องต้นว่าฤดูหนาวนิวเคลียร์เริ่มมีอิทธิพลต่อความคิดของชนชั้น สูงของโซเวียต ^{[ 198 ]}

ในปี 1985 นิตยสาร ไทม์ได้ตั้งข้อสังเกตว่า "นักวิทยาศาสตร์ตะวันตกบางคนสงสัยว่าสมมติฐานฤดูหนาวนิวเคลียร์ได้รับการส่งเสริมโดยมอสโกเพื่อให้กลุ่มต่อต้านนิวเคลียร์ในสหรัฐอเมริกาและยุโรปมีข้อมูลใหม่ๆ ไว้ใช้โจมตีการสะสมอาวุธของอเมริกา" ^{[ 213 ]}ในปี 1985 วุฒิสภาสหรัฐอเมริกาได้ประชุมเพื่อหารือเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์และการเมืองของฤดูหนาวนิวเคลียร์ ในระหว่างการพิจารณาของรัฐสภา นักวิเคราะห์ผู้ทรงอิทธิพลอย่างLeon Gouréได้นำเสนอหลักฐานว่าบางทีโซเวียตอาจเพียงแค่กล่าวซ้ำรายงานของตะวันตกมากกว่าที่จะสร้างผลการค้นพบที่เป็นเอกลักษณ์ Gouré ตั้งสมมติฐานว่าการวิจัยและการอภิปรายเรื่องสงครามนิวเคลียร์ของโซเวียตอาจรับใช้เพียงวาระทางการเมืองของโซเวียตเท่านั้น มากกว่าที่จะสะท้อนความคิดเห็นที่แท้จริงของผู้นำโซเวียต^{[ 214 ]}

ในปี พ.ศ. 2529 เอกสาร ของ หน่วยงานนิวเคลียร์กลาโหมเรื่อง "การอัปเดตงานวิจัยของโซเวียตเกี่ยวกับและการใช้ประโยชน์จากฤดูหนาวนิวเคลียร์ พ.ศ. 2527-2529"ได้บันทึกผลการวิจัยขั้นต่ำ [สาธารณะ] และการใช้โฆษณาชวนเชื่อของโซเวียตเกี่ยวกับปรากฏการณ์ฤดูหนาวนิวเคลียร์^{[ 215 ]}

มีความสงสัยกันอยู่บ้างว่าสหภาพโซเวียตเริ่มสร้างแบบจำลองเกี่ยวกับไฟไหม้และผลกระทบทางบรรยากาศของสงครามนิวเคลียร์เมื่อใด อดีตเจ้าหน้าที่หน่วยข่าวกรองโซเวียตเซอร์เกย์ เทรตยาคอฟอ้างว่า ภายใต้คำสั่งของยูริ อันโดรปอฟหน่วย KGBได้คิดค้นแนวคิด "ฤดูหนาวนิวเคลียร์" ขึ้นมาเพื่อหยุดการติดตั้ง ขีปนาวุธ เพอร์ชิง II ของนาโต้ พวกเขาอ้างว่าได้เผยแพร่ข้อมูลเท็จที่อ้างอิงจาก "รายงานวันสิ้นโลก" ปลอมๆ ของสถาบันวิทยาศาสตร์โซเวียตโดยจอร์จี โกลิตซินนิกิตา มอยเซเยฟและวลาดิมีร์ อเล็กซานดรอฟ เกี่ยวกับผลกระทบทางสภาพภูมิอากาศของสงครามนิวเคลียร์ ให้กับกลุ่มสันติภาพ ขบวนการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อม และวารสาร แอ มบิโอ ^{[ 216 ]}แม้ว่าจะเป็นที่ยอมรับกันว่าสหภาพโซเวียตใช้สมมติฐานฤดูหนาวนิวเคลียร์เพื่อวัตถุประสงค์ในการโฆษณาชวนเชื่อ^{[ 215 ]}แต่ข้ออ้างโดยนัยของเทรตยาคอฟที่ว่า KGB ส่งข้อมูลเท็จไปยังAmbioซึ่งเป็นวารสารที่พอล ครูตเซนและจอห์น เบิร์กส์ตีพิมพ์บทความ "Twilight at Noon" ในปี 1982 นั้นยังไม่ได้รับการยืนยันจนถึงปี 2009 ^{[ 104 ]}ในการสัมภาษณ์ในปี 2009 ที่จัดทำโดยNational Security Archiveวิทาลี นิโคลาเยวิช ซีกิชโก (นักวิเคราะห์อาวุโสที่สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งสหภาพโซเวียตและนักสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ทางการทหาร) ระบุว่านักวิเคราะห์ทางการทหารของโซเวียตได้หารือเกี่ยวกับแนวคิดเรื่อง "ฤดูหนาวนิวเคลียร์" หลายปีก่อนที่นักวิทยาศาสตร์ของสหรัฐฯ จะทำเช่นนั้น แม้ว่าพวกเขาจะไม่ได้ใช้คำนั้นอย่างตรงตัวก็ตาม^{[ 217 ]}

มีการเสนอแนวทางแก้ไขหลายประการเพื่อบรรเทาอันตรายที่อาจเกิดขึ้นจากฤดูหนาวนิวเคลียร์ หากปรากฏว่าเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ปัญหานี้ได้รับการแก้ไขจากทั้งสองด้าน บางแนวทางมุ่งเน้นไปที่การป้องกันการลุกลามของไฟและจำกัดปริมาณควันที่จะขึ้นไปสู่ชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ตั้งแต่แรก ในขณะที่บางแนวทางมุ่งเน้นไปที่การผลิตอาหารภายใต้แสงแดดที่ลดลง โดยอยู่บนสมมติฐานว่าผลการวิเคราะห์กรณีที่เลวร้ายที่สุดของแบบจำลองฤดูหนาวนิวเคลียร์นั้นถูกต้อง และไม่มีการนำกลยุทธ์การบรรเทาอื่นๆ มาใช้

ในรายงานจากปี 1967 เทคนิคต่างๆ รวมถึงวิธีการต่างๆ ในการใช้ไนโตรเจนเหลว น้ำแข็งแห้ง และน้ำเพื่อดับไฟที่เกิดจากนิวเคลียร์^{[ 218 ]}รายงานดังกล่าวพิจารณาถึงการพยายามหยุดการลุกลามของไฟโดยการสร้างแนวกันไฟโดยการระเบิดวัสดุที่ติดไฟได้ออกจากพื้นที่ ซึ่งอาจถึงขั้นใช้อาวุธนิวเคลียร์ พร้อมกับการใช้การเผาเพื่อลดอันตราย เพื่อป้องกัน ตามรายงาน หนึ่งในเทคนิคที่น่าสนใจที่สุดที่ได้รับการตรวจสอบคือการกระตุ้นให้เกิดฝนจากการโปรยฝนจากเมฆฝนฟ้าคะนองที่เกิดจากไฟขนาดใหญ่และเมฆอื่นๆ ที่เคลื่อนผ่านพายุไฟที่กำลังพัฒนาและมีเสถียรภาพ

ในหนังสือFeeding Everyone No Matter Whatภายใต้สถานการณ์เลวร้ายที่สุดของการคาดการณ์เรื่องฤดูหนาวนิวเคลียร์ ผู้เขียนได้นำเสนอความเป็นไปได้ของอาหารที่ไม่ธรรมดาต่างๆ ซึ่งรวมถึงแบคทีเรียที่ย่อยก๊าซธรรมชาติ ซึ่งที่รู้จักกันดีที่สุดคือMethylococcus capsulatusซึ่งปัจจุบันใช้เป็นอาหารในการเลี้ยงปลา [ ^{219 ]}ขนมปังเปลือกไม้ซึ่งเป็นอาหารที่ใช้กันมานาน ในช่วงภาวะ ขาดแคลนอาหารโดยใช้ เปลือก ไม้ชั้นใน ที่กินได้ และ ^เป็น ส่วนหนึ่งของประวัติศาสตร์สแกนดิเนเวียในช่วง ยุคน้ำแข็งน้อยการเพิ่มการเพาะเลี้ยงเชื้อราหรือเห็ด เช่นเห็ดน้ำผึ้งที่เติบโตโดยตรงบนไม้ชื้นโดยไม่ต้องใช้แสงแดด^{[ 220 ]}และรูปแบบต่างๆ ของการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพจากไม้หรือเซลลูโลสซึ่งโดยทั่วไปจะสร้างน้ำตาล ที่กินได้ / ไซลิทอลจากเซลลูโลสที่กินไม่ได้ เป็นผลิตภัณฑ์ขั้นกลางก่อนขั้นตอนสุดท้ายของการผลิตแอลกอฮอล์^{[ 221 ] [ 222 ]}หนึ่งในผู้เขียนหนังสือเล่มนี้ วิศวกรเครื่องกล David Denkenberger กล่าวว่าในทางทฤษฎีแล้วเห็ดสามารถเลี้ยงทุกคนได้นานถึงสามปี สาหร่ายทะเล เช่นเดียวกับเห็ด สามารถเจริญเติบโตได้ในสภาพแสงน้อย ดอกแดนดิไลออนและใบสนสามารถให้วิตามินซีได้ และแบคทีเรียสามารถให้วิตามินอีได้ พืชที่ปลูกในสภาพอากาศหนาวเย็นทั่วไป เช่น มันฝรั่ง อาจได้รับแสงแดดเพียงพอที่เส้นศูนย์สูตรเพื่อให้สามารถเจริญเติบโตได้^{[ 223 ]}

เพื่อจัดหาอาหารให้กับบางส่วนของอารยธรรมในช่วงฤดูหนาวนิวเคลียร์ จำเป็นต้องมีการจัดเก็บอาหารสำรองจำนวนมากก่อนเกิดเหตุการณ์ดังกล่าว ควรจัดเก็บอาหารสำรองไว้ใต้ดิน ในระดับความสูงที่สูงขึ้น และใกล้เส้นศูนย์สูตร เพื่อลดผลกระทบจากรังสียูวีในระดับความสูงและไอโซโทปรังสี นอกจากนี้ ควรจัดเก็บอาหารสำรองไว้ใกล้กับประชากรที่มีโอกาสรอดชีวิตจากภัยพิบัติครั้งแรกมากที่สุด ประเด็นหนึ่งที่ต้องพิจารณาคือ ใครจะเป็นผู้สนับสนุนการจัดเก็บอาหารสำรอง “อาจมีความไม่สอดคล้องกันระหว่างผู้ที่สามารถสนับสนุนการจัดเก็บอาหารสำรองได้มากที่สุด (เช่น ผู้มั่งคั่งก่อนเกิดภัยพิบัติ) กับผู้ที่สามารถใช้อาหารสำรองได้มากที่สุด (คนยากจนในชนบทก่อนเกิดภัยพิบัติ)” ^{[ 224 ]}ปริมาณข้าวสาลีสำรองขั้นต่ำทั่วโลกต่อปีอยู่ที่ประมาณ 2 เดือน^{[ 225 ]}

แม้จะมีชื่อว่า "ฤดูหนาวนิวเคลียร์" แต่เหตุการณ์นิวเคลียร์ก็ไม่จำเป็นต้องเกิดขึ้นเพื่อสร้างผลกระทบทางภูมิอากาศตามที่จำลองไว้^{[ 22 ] [ 35 ]}ในความพยายามที่จะหาวิธีแก้ปัญหาที่รวดเร็วและราคาถูกสำหรับภาวะโลกร้อนที่คาดการณ์ไว้ว่าอุณหภูมิพื้นผิวจะสูงขึ้นอย่างน้อย 2 องศาเซลเซียส อันเป็นผลมาจากการเพิ่มขึ้นของระดับ CO2 ในชั้นบรรยากาศเป็นสองเท่า ผ่าน_การจัดการรังสีจากดวงอาทิตย์ (ซึ่งเป็นรูปแบบหนึ่งของวิศวกรรมภูมิอากาศ) ผลกระทบของฤดูหนาวนิวเคลียร์ที่อยู่เบื้องหลังจึงถูกมองว่าอาจมีศักยภาพ นอกจากข้อเสนอแนะทั่วไปในการฉีดสารประกอบกำมะถันเข้าไปในชั้นสตราโตสเฟียร์เพื่อจำลองผลกระทบของฤดูหนาวจากภูเขาไฟแล้ว การฉีดสารเคมีชนิดอื่น เช่น การปล่อยอนุภาคเขม่าชนิดใดชนิดหนึ่งเพื่อสร้างสภาวะ "ฤดูหนาวนิวเคลียร์" เล็กน้อย ก็ได้รับการเสนอโดย Paul Crutzen และคนอื่นๆ^{[ 226 ] [ 227 ]}ตามแบบจำลองคอมพิวเตอร์ "ฤดูหนาวนิวเคลียร์" เกณฑ์^{[ 4 ] [ 19 ]}หากมีการฉีดเขม่าที่เกิดจากพายุไฟ 1 ถึง 5 เทรากรัม^{[ 1 ]}เข้าไปในชั้นสตราโตสเฟียร์ตอนล่าง แบบจำลองจะแสดงให้เห็นว่าผ่านผลกระทบต่อต้านเรือนกระจก เขม่าดังกล่าวจะทำให้ชั้นสตราโตสเฟียร์ร้อนขึ้น แต่จะทำให้ชั้นโทรโปสเฟียร์ตอนล่างเย็นลง และทำให้เกิดการเย็นลง 1.25 °C เป็นเวลา 2 ถึง 3 ปี และหลังจาก 10 ปี อุณหภูมิเฉลี่ยทั่วโลกจะยังคงต่ำกว่าก่อนการฉีดเขม่า 0.5 °C ^{[ 19 ]}

ผลกระทบทางภูมิอากาศที่คล้ายคลึงกับ "ฤดูหนาวนิวเคลียร์" เกิดขึ้นตามหลัง การระเบิดของ ภูเขาไฟขนาด ใหญ่ในอดีต ซึ่งพ่นละอองซัลเฟตขึ้นไปสูงในชั้นสตราโตสเฟียร์ จนเกิดปรากฏการณ์นี้ขึ้น ซึ่งเรียกว่าฤดูหนาวภูเขาไฟ^{[ 231 ]}ผลกระทบของควันในชั้นบรรยากาศ (การดูดซับคลื่นสั้น) บางครั้งเรียกว่า ปรากฏการณ์ "ต่อต้านเรือนกระจก" และสิ่งที่คล้ายคลึงกันอย่างมากคือชั้นบรรยากาศที่เป็นหมอกของไททันพอลแล็ค ทูน และคนอื่นๆ มีส่วนร่วมในการพัฒนารูปแบบภูมิอากาศของไททันในช่วงปลายทศวรรษ 1980 ในเวลาเดียวกันกับการศึกษาฤดูหนาวนิวเคลียร์ในช่วงแรกๆ ของพวกเขา^{[ 232 ]}

ในทำนองเดียวกัน เชื่อกันว่าการชนของดาวหางและดาวเคราะห์น้อยในระดับที่ทำให้เกิดการสูญพันธุ์ ได้ก่อให้เกิด ฤดูหนาว จากการชน โดยการบดละเอียดของฝุ่นหินจำนวนมหาศาล หินที่บดละเอียดนี้ยังสามารถก่อให้เกิดผลกระทบแบบ "ฤดูหนาวภูเขาไฟ" ได้ หาก หินที่มี ซัลเฟตถูกชนและถูกพัดขึ้นไปในอากาศสูง^{[ 233 ]}และผลกระทบแบบ "ฤดูหนาวนิวเคลียร์" โดยความร้อนจากเศษหินที่หนักกว่าจะจุดไฟป่าในระดับภูมิภาคและอาจถึงระดับโลกได้^{[ 234 ] [ 235 ]}

สมมติฐาน "พายุไฟจากการชน" ระดับโลกนี้ ซึ่งได้รับการสนับสนุนเบื้องต้นโดย Wendy Wolbach, H. Jay Melosh และ Owen Toon ชี้ให้เห็นว่า ผลจากการชนครั้งใหญ่เศษชิ้นส่วนขนาดเท่าเม็ดทรายที่กระเด็นออกมาสามารถกลับเข้าสู่ ชั้นบรรยากาศ ได้ อีกครั้ง ก่อตัวเป็นชั้นเศษซากร้อนทั่วโลกที่อยู่สูงขึ้นไปในอากาศ ซึ่งอาจทำให้ท้องฟ้าทั้งหมดร้อนจัดเป็นเวลาหลายนาทีถึงหลายชั่วโมง และด้วยเหตุนี้จึงเผาไหม้วัสดุคาร์บอนทั้งหมดบนพื้นดินทั่วโลก รวมถึงป่าฝนด้วย^{[ 236 ] [ 237 ]}สมมติฐานนี้ถูกเสนอขึ้นเพื่ออธิบายความรุนแรงของเหตุการณ์การสูญพันธุ์ในยุคครีเทเชียส-พาลีโอจีน เนื่องจากผลกระทบจากการชนของดาวเคราะห์น้อยขนาดประมาณ 10 กิโลเมตรซึ่งเป็นสาเหตุของการสูญพันธุ์นั้น ไม่ถือว่ามีพลังงานมากพอที่จะทำให้เกิดการสูญพันธุ์ในระดับนั้นจากพลังงานที่ปล่อยออกมาจากการชนครั้งแรกเพียงอย่างเดียว

อย่างไรก็ตาม ฤดูหนาวแห่งพายุไฟทั่วโลกถูกตั้งคำถามในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา (2003–2013) โดย Claire Belcher ^{[ 236 ] [ 238 ] [ 239 ]} Tamara Goldin ^{[ 240 ] [ 241 ] [ 242 ]}และ Melosh ซึ่งในตอนแรกสนับสนุนสมมติฐานนี้^{[ 243 ] [ 244 ]}โดยการประเมินใหม่นี้ถูกเรียกว่า "การถกเถียงเรื่องพายุไฟยุคครีเทเชียส-พาลีโอจีน" โดย Belcher ^{[ 236 ]}

ประเด็นที่นักวิทยาศาสตร์เหล่านี้หยิบยกขึ้นมาในการอภิปรายคือ ปริมาณเขม่าที่รับรู้ว่ามีน้อยในตะกอนข้างชั้นฝุ่นดาวเคราะห์น้อยที่มีอิริเดียมเป็นองค์ประกอบหลักที่มีอนุภาคละเอียด หากปริมาณของเศษวัสดุที่กลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศนั้นกระจายไปทั่วโลกอย่างสมบูรณ์จนปกคลุมชั้นบรรยากาศ และหากเป็นเช่นนั้น ระยะเวลาและลักษณะของการให้ความร้อนจากการกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ ไม่ว่าจะเป็นความร้อนสูงเป็นช่วงๆ หรือความร้อนแบบ " เตาอบ " ที่ยาวนานกว่าและทำให้เกิดการเผาไหม้มากกว่า ^{[ 243 ]}และสุดท้าย ผลของ "การป้องกันตัวเอง" จากดาวตกระลอกแรกที่เย็นตัวลงแล้วในการบินในที่มืดมีส่วนช่วยลดความร้อนทั้งหมดที่เกิดขึ้นบนพื้นดินจากดาวตกระลอกหลังๆ มากน้อยเพียงใด^{[ 236 ]}

ส่วนหนึ่งเนื่องมาจากยุคครีเทเชียส เป็น ยุคที่มีออกซิเจนในบรรยากาศสูงโดยมีความเข้มข้นสูงกว่าในปัจจุบัน Owen Toon และคณะในปี 2013 จึงวิจารณ์การประเมินสมมติฐานใหม่นี้^{[ 237 ]}

เป็นการยากที่จะระบุสัดส่วนการมีส่วนร่วมของเขม่าใน บันทึก ตะกอนทางธรณีวิทยา ในช่วงเวลานี้ จากพืชที่มีชีวิตและเชื้อเพลิงฟอสซิลที่มีอยู่ในเวลานั้น^{[ 245 ]}ในลักษณะเดียวกับที่ยากที่จะระบุสัดส่วนของวัสดุที่ลุกไหม้โดยตรงจากการชนของอุกกาบาต

• ชะตากรรมของโลก (1982) โดยโจนาธาน เชลล์ - ผลงานที่มีอิทธิพลต่อการวิเคราะห์ผลกระทบของสงครามนิวเคลียร์ ซึ่งช่วยนำเสนอแนวคิดเรื่องฤดูหนาวนิวเคลียร์แก่สาธารณชน
• ความหนาวเย็นและความมืดมิด: โลกหลังสงครามนิวเคลียร์ : หนังสือที่คาร์ล ซาแกนร่วมเขียนในปี 1984 ซึ่งเป็นผลงานต่อจากงานวิจัย TTAPS ที่เขาได้ร่วมเขียนในปี 1983
• เส้นทางที่ไม่มีใครคิด: ฤดูหนาวนิวเคลียร์และการสิ้นสุดของการแข่งขันด้านอาวุธ : หนังสือที่เขียนโดย Richard P. Turco และ Carl Sagan ตีพิมพ์ในปี 1990 อธิบายสมมติฐานฤดูหนาวนิวเคลียร์และสนับสนุนการลดอาวุธนิวเคลียร์^{[ 246 ]}
• สงครามนิวเคลียร์: สถานการณ์จำลอง (2024) โดยแอนนี่ เจคอบเซน - การวิเคราะห์แบบนาทีต่อนาทีร่วมสมัยเกี่ยวกับการยกระดับสงครามนิวเคลียร์ที่นำไปสู่ฤดูหนาวนิวเคลียร์และภาวะอดอยากทั่วโลก

• อนิจจา บาบิโลนโดยแพท แฟรงค์ (1959) — เรื่องราวการเอาชีวิตรอดจากสงครามนิวเคลียร์ในยุคแรก ที่สะท้อนให้เห็นถึงความล่มสลายของสังคม
• หนังสือ Level 7โดย Mordecai Roshwald (1959) — เรื่องราวจากบังเกอร์ใต้ดินในช่วงสงครามปรมาณู
• นวนิยาย เรื่อง "On the Beach"โดยเนวิล ชูท (ปี 1957) — นวนิยายหลังสงครามนิวเคลียร์ที่บรรยายถึงการสูญพันธุ์ของมนุษยชาติอย่างค่อยเป็นค่อยไป
• เดอะโร้ดโดยคอร์แมค แมคคาร์ธี (2006) — นวนิยายแนวโลกหลังวันสิ้นโลก ที่ดำเนินเรื่องในโลกที่ปกคลุมไปด้วยเถ้าถ่านคล้ายกับฤดูหนาวนิวเคลียร์
• Wardayโดย Whitley Strieberและ James Kunetka (1984) — เรื่องราวเชิงคาดการณ์เกี่ยวกับอเมริกาห้าปีหลังจากการแลกเปลี่ยนอาวุธนิวเคลียร์แบบจำกัด
• Z for Zachariahโดย Robert C. O'Brien (1974) — นวนิยายสำหรับเยาวชนเกี่ยวกับผู้รอดชีวิตจากฤดูหนาวนิวเคลียร์

• Nuclear Winterเป็นสารคดีสั้นจาก Retro Reportที่สำรวจความหวาดกลัวเกี่ยวกับ "ฤดูหนาวนิวเคลียร์" ในโลกปัจจุบัน
• ในวันที่ 8 – สารคดีเกี่ยวกับฤดูหนาวนิวเคลียร์ (1984) ถ่ายทำโดยBBCและมีให้ชมบนเว็บไซต์โฮสติ้งวิดีโอทางอินเทอร์เน็ต บันทึกการเกิดขึ้นของสมมติฐาน พร้อมบทสัมภาษณ์ยาวๆ ของนักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงซึ่งตีพิมพ์เอกสารเริ่มต้นเกี่ยวกับเรื่องนี้^{[ 247 ]}
• Threads :ภาพยนตร์สารคดีกึ่งละคร ปี 1984 ที่คาร์ล ซาแกนให้ความช่วยเหลือในฐานะที่ปรึกษา ภาพยนตร์เรื่องนี้เป็นภาพยนตร์เรื่องแรกที่นำเสนอภาพฤดูหนาวจากสงครามนิวเคลียร์

• การระเบิดของภูเขาไฟกรากาโตอาในปี 1883ส่งผลให้อุณหภูมิโลกลดลงประมาณ 1 เคลวินเป็นเวลา 2 ปี เนื่องจากการปล่อยก๊าซซัลเฟต
• ช่วงดาลตันมินิมัม (Dalton Minimum)ระหว่างปี 1790 ถึง 1830 เป็นช่วงที่ กิจกรรม ของดวงอาทิตย์อยู่ในระดับต่ำ สุดเป็นเวลานาน ส่งผลให้โลกได้รับปริมาณรังสีจากดวงอาทิตย์น้อยลง
• อุปกรณ์วันสิ้นโลก
• ปรากฏการณ์แสงอาทิตย์ส่องลงทั่วโลก (Global dimming ) คือการลดลงของปริมาณแสงอาทิตย์ที่ส่องลงพื้นดินทั่วโลก เนื่องจากการปล่อยละอองลอยในชั้นบรรยากาศจากแหล่งต่างๆ
• ผลกระทบจากฤดูหนาว
• ลากิ (Laki)คือการระเบิดของภูเขาไฟในไอซ์แลนด์เมื่อปี ค.ศ. 1783 ซึ่งส่งผลให้เกิดการเย็นตัวลงเฉพาะบริเวณทวีปเป็นเวลา 1-2 ปี
• รายชื่อประเทศที่มีอาวุธนิวเคลียร์
• ยุคน้ำแข็งน้อย (Little Ice Age ) คือช่วงเวลาที่มีอุณหภูมิต่ำตั้งแต่ศตวรรษที่สิบหกถึงสิบเก้า ซึ่งทับซ้อนบางส่วนกับ ช่วงกิจกรรมของดวงอาทิตย์ ต่ำสุด (Maunder Minimum)ระหว่างปี 1645 ถึง 1715
• ความอดอยากจากภัยพิบัตินิวเคลียร์
• หายนะนิวเคลียร์
• การก่อการร้ายด้วยอาวุธนิวเคลียร์
• ทฤษฎีหายนะโตบาเป็นสมมติฐานที่ถกเถียงกันอย่างมาก โดยกล่าวว่าฤดูหนาวจากภูเขาไฟที่ปะทุขึ้นในโตบาประเทศอินโดนีเซียเมื่อประมาณ 80,000 ปีก่อน ทำให้ ประชากรมนุษย์ ลดจำนวนลงอย่างมาก
• ฤดูหนาวจากภูเขาไฟ
• ปีที่ไม่มีฤดูร้อนค.ศ. 1816 เกิดจากการระเบิดของภูเขาไฟในเมืองตัมโบรา
• สมมติฐานการชนของอุกกาบาตในยุคยังเกอร์ ไดรยาสเป็นสมมติฐานที่ถกเถียงกันอย่างมาก โดยกล่าวว่าเหตุการณ์การชนของอุกกาบาตและไฟไหม้เป็นตัวกระตุ้นให้เกิดยุคน้ำแข็งครั้งสุดท้าย