核武器对人口和土地的破坏性如此之大,以至于被认为是大规模杀伤性武器。根据这些理论,核冬天将由在世界各地的城市上空发生大规模爆炸。随着城市和周围地区的燃烧,它们会向大气中注入大量物质,慢慢阻挡阳光。由于阳光无法到达地球,全球气温将急剧下降,从理论上讲,大量核武器的爆炸可能会引发全球气候的剧烈变化,给地球带来极度寒冷和严重的麻烦;科学家们还指出,核武器的大规模爆炸可能会破坏臭氧层。由于有害的紫外线辐射可以穿透颗粒物层,尽管天气阴暗寒冷,人们仍然有暴露在紫外线下的风险。人们将面临辐射尘降物的危险这可能与粮食产量低相结合,威胁到地球上从人类到鸟类的许多有机体。大多数关于核冬天的研究都指出,需要引爆大量核武器才能引发如此大规模的气候变化;这与地球上已知的核装置的一半相似有人认为,爆炸需要相当近的距离,从而产生一种稳定的物质流,这些物质会进入大气层。核冬天可能也更可能影响北半球,鉴于这是大部分潜在核目标所在地,核冬天理论的批评者认为,虽然我们可能会看到一些气候变化,这并不像核冬天理论所提出的那样具有戏剧性。这些批评者认为大气中的颗粒物会被雨水和风从大气中抹去。然而,该理论的支持者指出,大规模火山喷发历史上曾通过向大气中喷射烟雾和灰烬而导致气候变化,第一次海湾战争期间科威特石油大火的高潮效应也证明了这一理论。
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