核の冬

核の冬は、大規模核戦争後の広範囲にわたる山火事の後に起こると仮説されている、深刻で長期にわたる地球規模の気候寒冷化効果である。^{[1] [2 ]}この仮説は、そのような火災によって煤が成層圏に注入され、直射日光が地表に届くのを遮る可能性があるという事実に基づいている。その結果生じる寒冷化により、広範囲にわたる農作物の不作や飢饉が発生すると推測されている。^{[4] [5]}核の冬のシナリオのコンピュータモデルを開発する際、研究者は、煤が成層圏に注入された可能性がある例として、ハンブルクへの通常爆撃や第二次世界大戦中の広島の山火事^{[6]を、現代の自然で大規模な山火事}の山火事の観測と併せて使用している。^{[3] [7] [8]}

「核の冬」、または当初は「核の薄明かり」と呼ばれていたものが、火球がNOxを排出してオゾン層を破壊するという以前の仮説が信頼性を失いつつあることが明らかになった後、1980年代に科学的概念として考えられ始めた。^[9]このような状況の中で、火災による煤の気候への影響が、核戦争の気候への影響の新たな焦点となった。^{[10] [11]}これらのモデルシナリオでは、不確かな量の煤を含むさまざまな煤雲が、都市、石油精製所、およびより田舎のミサイルサイロの上に形成されると想定された。研究者が煤の量を決定すると、これらの煤雲の気候への影響がモデル化される。^[12]「核の冬」という用語は、1983年にリチャード・P・ターコが「核の薄明かり」の考えを調べるために作成された1次元コンピュータモデルを参照して作った造語である。このモデルは、大量の煤や煙が数年にわたって空中に残り、地球全体の気温が著しく低下すると予測した。

この仮説を主張する気候学者の主要チームによる1991年のクウェート石油火災の影響に関する予測が外れて以来、このテーマに関する新しい論文が発表されることなく10年以上が経過した。最近では、1980年代の著名なモデル作成者と同じチームが、コンピュータモデルの出力結果を再び発表し始めた。これらの新しいモデルは、以前のモデルと同じ一般的な調査結果、つまり、1945年に広島で観測された強度に匹敵する火災嵐が100回発生すると、「小規模な」核の冬が発生する可能性があるという結果を出している。^{[6] [13]}これらの火災嵐により、地球の成層圏に煤（具体的には黒色炭素）が注入され、反温室効果が生じて地球の表面温度が低下する。アラン・ロボックのモデルによるこの冷却の厳しさは、こうした火災嵐が100回発生した場合の累積的な結果が地球の気候を約1℃（1.8℉）冷却し、今後約2～3年間の人為的な地球温暖化の規模をほぼ排除できることを示唆している。 ^[14]ロボックと彼の協力者は、世界の食糧生産への影響をモデル化し、成層圏に5Tg以上の煤を注入すると、数年間にわたる大規模な食糧不足につながると予測している。彼らのモデルによると、家畜や水産物の生産は、ほぼすべての国で作物の生産量の減少を補うことはできず、食品廃棄物の削減などの適応策は、利用可能なカロリーの増加に限られた影響しか与えない。^{[15] [16]}

火災嵐を引き起こすのに核兵器を爆発させる必要はないので、「核の冬」という呼び方は、ある意味、誤った呼び方である。^[17]このテーマについて発表された論文の大半は、定性的な根拠もなく、核爆発がモデル化された火災嵐の影響の原因であると述べている。核の冬に関する論文でコンピュータによってモデル化された唯一の現象は、火災嵐の煤という気候強制因子であり、これは無数の手段によって発火し、形成される可能性がある。^[17]あまり議論されていないが、この仮説の支持者は、100 回の大規模な通常火災嵐が発火した場合、同じ「核の冬」効果が発生すると述べている。^[18]

1980年代にこの用語を作ったコンピュータモデル作成者の最初の想定は、数千単位のはるかに多い数の火災嵐^{[検証に失敗した]}でした。これらは、米ソ総力戦中に対抗価値の空中爆発 核兵器が大規模に使用された場合に発生する可能性があると推測されました。この大量の火災嵐は、それ自体はモデル化されていませんが^[12]、さまざまな気候モデルに入力された煙の結果として核の冬状態を引き起こし、深刻な寒冷化が10年も続くとされています。この期間中、夏の平均気温の低下は、米国、ヨーロッパ、中国の主要な農業地域で最大20 °C (36 °F)、ロシアでは最大35 °C (63 °F) になる可能性があります。^{[19]この寒冷化は、最初の数年間に地球の表面に到達する自然の}太陽放射が99%減少したために発生し、数十年かけて徐々に解消されます。^[20]

根本的なレベルでは、高い雲が撮影された写真の証拠の出現以来、^[21]火災嵐が煤煙/エアロゾルを成層圏に注入することは知られていましたが、この大量のエアロゾルの寿命は大きな未知数でした。核の冬に関する理論モデルを発表し続けているチームとは独立して、2006年に海軍研究所のマイク・フロムは、広島で観測されたものよりもはるかに大きな大規模な山火事火災嵐の自然発生ごとに、表面温度が約1か月間、ほとんど測定不能なほど低下し、燃えた半球に限定された、軽微な「核の冬」効果が生じる可能性があることを実験的に発見しました。 ^{[22] [23] [24]これは、}成層圏に硫酸塩を注入し、それによって軽微で無視できるほどの火山の冬効果をもたらす頻繁な火山噴火にいくらか類似しています。

一連の衛星および航空機ベースの火災嵐の煤監視機器は、この煙の寿命、量、噴出高度、および光学特性を正確に決定するための試みの最前線にあります。 ^{[25] [26] [27] [ 28] [29]}これらすべての特性に関する情報は、核の冬のコンピューターモデルの予測とは関係なく、火災嵐の冷却効果の長さと深刻さを正確に確認するために必要です。^{[引用が必要]}

現在、衛星追跡データによると、成層圏の煙エアロゾルは約2か月以内に消散するようです。^{[27]この時間枠内でエアロゾルが除去されないような新しい成層圏状態への}転換点の存在はまだ判明していません。^[27]

核の冬のシナリオでは、核爆発^[32]によって100回以上の都市火災^{[30] [31]}が発生し、火災中に形成される火災積乱雲の動きによって、大量の煤煙が対流圏上部と成層圏下部に巻き上がると想定されている。地球の表面から10～15キロメートル（6～9マイル）上空では、太陽光の吸収によって煙に含まれる煤がさらに加熱され、その一部または全部が成層圏に巻き上がる。雨が降って煙が洗い流されなければ、煙はそこで何年も残る可能性がある。この粒子のエアロゾルは成層圏を加熱し、太陽光の一部が地表に届かないようにして、地表温度を大幅に下げる可能性がある。このシナリオでは、地表気温が何ヶ月から何年もの間、特定の地域の冬と同じかそれよりも低くなると予測されている^{[誰が？ ]}。

温室効果を阻止する対流圏と高成層圏の間にある高温の煤の安定した逆転層をモデル化し、スティーブン・シュナイダーらは1988年の論文で「スモークオスフィア」と名付けた。^{[2] [33] [34]}

気候モデルでは都市火災を想定するのが一般的だが、必ずしも核兵器によって点火されるわけではない。 ^[17]火災の火花が、より一般的な点火源となり得る。前述の太陽熱効果の前に、煤の噴出高度は、最初の核爆発の規模ではなく、火災の燃料からのエネルギー放出率によって制御される。 ^[31]たとえば、広島に投下された爆弾のキノコ雲は、数分以内に6キロメートル（中層対流圏）の高さに達し、その後風によって消散したが、市内の個々の火災が火災になって火積雲を形成するまでにほぼ3時間かかった。この雲は対流圏上部の高さに達したと推定されており、火災が数時間にわたって燃え続けた間に、爆弾の1000倍のエネルギーを放出したと推定される。^[35]

核爆発の焼夷効果には特に特徴的な特徴は見られないため、^[36]戦略爆撃の経験者らは、広島市が火災の危険地帯であったため、1機のB-29爆撃機から投下された16キロトンの核爆弾1発によって広島で引き起こされたのと同じ火災の激しさと建物の被害は、代わりに市内に分散した220機のB-29から投下された約1.2キロトンの焼夷弾の通常使用によっても引き起こされた可能性があると推定している。 ^{[36] [37] [38]}

ドレスデンと広島の大火災と東京と長崎の大火災は1945年のわずか数か月の間に発生したが、より激しく従来型の火器で点火されたハンブルクの大火災は1943年に発生した。時間、激しさ、焼失面積が離れているにもかかわらず、この仮説の主要なモデル作成者らは、これら5つの火災によって成層圏に放出された煙の量は、現代のモデルで議論されている仮定上の核爆発による火災100件の5%に相当し、その5%に相当したと述べている。^{[18] 100回の火災によって成層圏に放出された大量の煤（100万～500}万トン）による気候冷却効果は、第二次世界大戦中の技術的機器で検出可能だったと考えられているが、その5%は当時は観測できなかったであろう。^[18]

この煙がどのくらいの期間残留するか、そして成層圏に到達した後にこの煙が気候にどの程度の影響を与えるかという正確なタイムスケールは、化学的および物理的な除去プロセスに依存します。^[12]

最も重要な物理的除去メカニズムは「雨漏り」であり、火災現場の近くに「黒い雨」を生み出す「火災誘導対流柱」段階と、煙がもはや集中していないため「湿式除去」が非常に効率的であると考えられる対流煙の拡散後の雨漏りの両方である。 ^[39]しかし、対流圏でのこれらの効率的な除去メカニズムは、ロボック2007年の研究では回避されており、太陽熱がモデル化されて煤が成層圏に急速に舞い上がり、より暗い煤粒子が火災雲のより白い水分凝縮から「脱線」または分離される。^[40]

成層圏に入った後、煤粒子の滞留時間に影響を与える物理的除去メカニズムは、煤のエアロゾルがブラウン運動によって他の粒子と衝突して凝固する速さ^{[12] [41] [42]}、重力による乾性沈着によって大気圏外に落ちる速さ^[42]、および「泳動効果」によって凝固粒子が大気圏のより低いレベルに移動するのにかかる時間です。^[12]凝集によるか泳動効果によるかにかかわらず、煙粒子のエアロゾルがこのより低い大気レベルに達すると、雲の種まきが始まり、湿性沈着メカニズムによって降水が煙のエアロゾルを大気圏から洗い流すことができます。

除去に影響を与える化学プロセスは、大気化学が煙の炭素成分を酸化する能力に依存しており、オゾンや窒素酸化物などの酸化種との反応を介して酸化します。これらは大気のあらゆるレベルに存在し、^{[43] [44]}空気が高温に加熱されると高濃度で発生します。

エアロゾルの滞留時間に関する歴史的データは、この場合は成層圏硫黄エアロゾルと巨大火山の噴火による火山灰という異なるエアロゾルの混合物ではあるが、1年から2年のタイムスケールであるように思われるが^[45] 、エアロゾルと大気の相互作用はまだ十分に理解されていない。^{[46] [47]}

煤エアロゾルは、複雑な形状だけでなく、さまざまな特性を持つため、大気光学的厚さの値の変化を判断するのは困難です。煤の生成中に存在する条件は、最終的な特性に関してかなり重要であると考えられており、燃焼効率のより効率的なスペクトルで生成された煤はほぼ「元素状カーボンブラック」と見なされ、燃焼スペクトルのより非効率的な端では、部分的に燃焼/酸化された燃料がより多く存在します。これらの部分的に燃焼した「有機物」は、一般的な低強度の山火事中にタールボールや褐色炭素を形成することが多く、より純粋な黒色炭素粒子を覆うこともあります。^{[48] [49] [50]}しかし、最も重要な煤は、火災嵐の熱対流（嵐の風によって火が燃え上がる）によって最も高い高度に注入されるため、これらの条件下での煤の大部分は、より酸化された黒色炭素であると推定されます。^[51]

2006 年 12 月にアメリカ地球物理学連合の年次総会で発表された研究によると、小規模な地域核戦争でも 10 年以上にわたって地球の気候を混乱させる可能性があるという。亜熱帯の 2 つの対立する国がそれぞれ広島型核兵器 (約 15 キロトン) を50 発ずつ主要な人口密集地に使用した地域核紛争のシナリオでは、最大 500 万トンの煤が放出され、穀物栽培地域のほとんどを含む北米とユーラシアの広い地域で数度の寒冷化が生じると研究者は推定している。寒冷化は何年も続き、研究によると「壊滅的」なものとなり、^{[20] [56]}特に高緯度諸国での農業生産と食糧採集に混乱が生じる可能性がある。^{[57] [15]}

核爆発は周囲の空気を分解し、大量の窒素酸化物を発生させる。これらは熱対流によって上昇する。成層圏に達すると、これらの窒素酸化物は大気圏のこの部分に存在するオゾンを触媒的に分解する能力を持つ。オゾン層が破壊されると、太陽からの有害な紫外線の強度がはるかに高くなり、地上に到達することになる。 ^[58]

マイケル・J・ミルズらによる2008年の研究では、米国科学アカデミー紀要に発表された、パキスタンとインドが現在の核兵器を使用して核兵器を交換した場合、ほぼ地球規模のオゾンホールが発生し、少なくとも10年間は​​人間の健康問題を引き起こし、環境破壊を引き起こす可能性があることが明らかになりました。^[59]コンピューターモデルによるこの研究では、両国間の核戦争を想定しており、両側に広島型核兵器50発が搭載され、大規模な市街地火災が発生し、成層圏約50マイル（80 km）まで500万トンもの煤が舞い上がると予測されています。煤は周囲のガスを加熱するのに十分な太陽放射を吸収し、地球を有害な紫外線から守っている成層圏オゾン層の破壊を促進し、北半球の高緯度では最大70%のオゾン層が失われるとされています。^[60]

「核の夏」とは、大気中に放出されたエアロゾルによって太陽光が下層や地表に届かなくなることによって引き起こされる核の冬^[61]が収まった後、燃焼によって放出される二酸化炭素と、核の冬の間に凍った死体などの有機物の腐敗によって放出されるメタンによって温室効果が発生するという仮説上のシナリオである。^{[61] [62]}

もう一つのより連続的な仮説的シナリオでは、1～3年でほとんどのエアロゾルが沈降した後、冷却効果が温室効果による加熱効果に打ち消され、地表温度が急激に数度上昇し、冷却を生き延びた生物のほとんどが死滅するほどになる。これらの生物の多くは、通常より低い気温よりも通常より高い気温に弱い。核爆発により、燃焼によってCO2やその他の温室効果ガスが放出され_、続いて死んだ有機物の腐敗によってさらに放出される。核爆発により窒素酸化物も成層圏に放出され、地球の周囲のオゾン層が破壊される。 ^[61]

核の冬が核の夏に取って代わられるかもしれないという、より直接的な仮説も存在する。核の火球の高温により、中層成層圏のオゾンガスが破壊される可能性がある。^[62]

1952年、エルゲラブ島で行われたアイビー・マイク（10.4メガトン）爆弾実験の数週間前、爆発で舞い上がったエアロゾルが地球を冷やすのではないかとの懸念があった。米空軍のノライル・ルレジアン少佐と天文学者のナタラジャン・ヴィシュヴァナサンはこの可能性を研究し、その分布が厳しく管理されていた『超兵器が世界の気候に及ぼす影響』でその研究結果を報告した。この報告書は、国防脅威削減局による2013年の報告書で「核の冬」概念の初期研究として説明されている。この報告書では、爆発によって引き起こされる気候変動の可能性は認められなかった。^[69]

1952 年のアイビー マイクや 1954 年のキャッスル ブラボー (15 Mt) など、太平洋実験場島々で発生した多数の高出力水素爆弾の地表爆発が民間防衛に及ぼした影響は、サミュエル グラストンが編集した 1957 年の報告書「核兵器の影響」で説明されています。その本の「核爆弾と天候」という章には、「 1883 年のクラカタウ火山のような激しい火山噴火で舞い上がる塵は、地球に届く太陽光を著しく減少させることが知られています... 最大級の核兵器の爆発後でも、大気中に残る [土やその他の表面の] 破片の量は、クラカタウ火山の噴火で舞い上がった量の 1 パーセント程度以下でしょう。さらに、太陽放射の記録から、これまでの核爆発のいずれも、地上に記録された直射日光に検出可能な変化をもたらさなかったことがわかります。」と記されています。^[70] 1956年に米国気象局は、メガトン級の地表爆発を伴う大規模な核戦争によって、新たな氷河期を引き起こすのに十分な土壌が隆起する可能性があると考えた。^[71]

1966年のRANDコーポレーションの覚書「核戦争が天候と気候に与える影響」 ESバッテン著では、主に地表爆発による潜在的な粉塵の影響を分析しながら、^[72]「破片の影響に加えて、核爆発によって発生した大規模な火災により、その地域の表面特性が変化し、局所的な気象パターンが変化する可能性がある...しかし、その正確な性質、範囲、規模を判断するには、大気に関するより徹底した知識が必要である」と指摘している。^[73]

1975年に出版された米国国立研究会議（NRC）の著書「核兵器の多重爆発による長期的世界的影響」では、現在の核兵器による4,000メガトンの核戦争では、クラカタウ火山の噴火よりも成層圏に堆積する塵の量ははるかに少なくなるだろうと述べており、塵と窒素酸化物の影響はおそらくわずかな気候の冷却であり、「おそらく通常の地球規模の気候変動の範囲内であるが、より劇的な性質の気候変動の可能性も排除できない」としている。^{[63] [74] [75]}

1985 年の報告書「大規模な核戦争による大気への影響」で、核爆発の大気への影響に関する委員会は、1 Mt の地表爆発後に注入される成層圏の塵の量に関する「妥当な」推定値は 0.3 テラグラムで、そのうち 8 パーセントがマイクロメートルの範囲であると主張しています。^[76]土壌塵による潜在的な冷却効果は、1992 年に米国科学アカデミー(NAS) ^[77]の地球工学に関する報告書で再び検討され、大気中の二酸化炭素の倍増による温暖化を緩和するには、つまり約² ° C の冷却を生み出すには、粒子の寸法が 0.1 ～ 1 マイクロメートルの成層圏注入土壌塵が約 10 10 kg (10 テラグラム)必要であると推定されました。 ^[78]

1969年、ポール・クルッツェンは窒素酸化物（NOx）がオゾン層/成層圏オゾンを破壊する効果的な触媒となり得ることを発見した。1970年代に成層圏を飛行する超音速輸送機（SST）のエンジン熱によって発生するNOxの潜在的影響に関する研究に続き、1974年にジョン・ハンプソンはネイチャー誌で、核の火球によって大気中のNOxが生成されることにより、本格的な核戦争はオゾン層の破壊をもたらし、地球を1年以上紫外線にさらす可能性があると示唆した。^{[74] [79]} 1975年、ハンプソンの仮説は「直接」^{[11] 、}米国国立研究会議（NRC）が核戦争後のオゾン層の破壊モデルを「複数の核兵器の爆発による長期的な世界的影響」という本で報告することに繋がった。^[74]

1975年にNRCが発行したこの本の、火の玉が生成したNOxとそれによるオゾン層の破壊に関する部分で、NRCは1970年代前半から中頃にかけて、数メガトンの爆発力を持つ核戦争の影響に関するモデル計算を提示し、北半球のオゾン層が50パーセント以上減少する可能性があるという結論を導き出しました。^{[63] [80]}

しかし、1975年のNRCの論文で提示されたコンピュータモデルとは別に、1973年にネイチャー誌に掲載された論文では、大気圏内核実験時代の核爆発回数に重ねて、世界中の成層圏オゾンレベルが描かれている。著者らは、データもモデルも、過去の大気圏内核実験における約500メガトンとオゾン濃度の増減との間に相関関係を示さないと結論付けている。^[81] 1976年には、以前の大気圏内核実験がオゾン層に及ぼした影響に関する実験的測定に関する研究で、当時のモデル計算が当初は警戒すべきものであったにもかかわらず、核爆発はオゾン層破壊の危険から免れていることがわかった。 ^[82]同様に、1981年の論文では、1回の実験によるオゾン破壊に関するモデルと物理的測定が一致せず、破壊は観測されなかったことがわかった。^[9]

1945年から1971年の間に合計で約5億トンの核兵器が大気中で爆発し、^[83] 1961年から1962年にピークを迎え、米国とソ連によって3億4000万トンが大気中で爆発した。^[84]このピーク時には、両国による数メガトン規模の核実験が行われたが、独自の調査では、総出力3億トンのエネルギーが放出されたと推定されている。これにより、3×10 ^{34 個の}一酸化窒素分子（1メガトンあたり約5,000トン、1メガトンあたり5×10 ⁹グラム）^{[81] [85]}がさらに成層圏に入ったと考えられており、1963年には2.2パーセントのオゾン層の破壊が記録されたが、減少は1961年より前に始まっており、他の気象学的影響によって引き起こされたと考えられている。^[81]

1982年、ジャーナリストのジョナサン・シェルは、人気があり影響力のあった著書『地球の運命』の中で、核の火の玉が生成したNOxがオゾン層を破壊し、太陽の紫外線で農作物が枯れるという説を世間に紹介し、同様に植物や水生生物が絶滅すると地球の運命を描いた。同年、NOx生成の研究の多くに大きく貢献したジョン・ハンプソンと頻繁に文通していたオーストラリアの物理学者ブライアン・マーティン^{[11]は、核の火の玉によって直接生成されたNOxの影響に対する関心の歴史について短い歴史的概要を執筆し、その中で、ハンプソンの他の非主流派の観点、特に広く使用されている}弾道ミサイル防衛システム（ABM-1 ガロッシュ）の結果としての上層大気の爆発によるオゾン層の破壊の拡大に関する観点についても概説した。^[86]しかし、マーティンは最終的に「大規模な核戦争の状況では」オゾン層の破壊が深刻な懸念となる可能性は低いと結論付けている。マーティンは、ジョナサン・シェルが『地球の運命』で主張したような、オゾン層の潜在的な損失とそれに伴う紫外線の増加が広範囲にわたる農作物の破壊につながるという見解は、非常にありそうにないと述べています。^[63]

NOx種のオゾン層破壊の可能性に関する最近の報告は、単純な計算から以前に想定されていたものよりもはるかに小さく、1990年代のロバート・P・パーソンによれば、毎年「約120万トン」の自然および人為的に生成された成層圏NOxが生成されていると考えられている。^[87]

気候の寒冷化が核戦争の影響である可能性があるという最初の公表された示唆は、もともとポール・アンダーソンとFNウォルドロップが1947年3月号のアスタウンディング・サイエンス・フィクション誌に掲載した「明日の子供たち」という物語の中で提示したものと思われる。この物語は主に科学者チームがミュータントを狩る話で、^{[88]最近の核戦争後に太陽光を遮る塵によって引き起こされる「}フィンブルの冬」について警告し、それが新しい氷河期を引き起こす可能性さえあると推測している。^{[89] [90]アンダーソンは1961年にこの物語に部分的に基づいた小説}「黄昏の世界」を出版した。^[90]同様に1985年にTGパーソンズは、C・アンヴィルの「トーチ」という物語が「真昼の黄昏」/「核の冬」仮説のエッセンスを含んでいると指摘した。この物語は、アスタウンディング・サイエンス・フィクション誌の1957年4月号に掲載されたものである。この物語では、核弾頭が油田に点火し、発生した煤が「太陽の放射線の一部を遮蔽」し、その結果、北米とソ連の住民の多くが北極のような気温に陥る。^[12]

1988年に空軍地球物理学研究所が発表した、 HSミュンヒ他による「大規模核戦争の地球大気への影響の評価」には、1983年から1986年までの核の冬仮説に関する主要な報告書の年表とレビューが掲載されている。一般的に、これらの報告書は「同じ仮定、同じ基本データ」に基づいており、モデルコードにわずかな違いがあるだけで、同様の結論に達している。これらの報告書は、火災の可能性と初期の火災煙を評価するモデリング手順を省略し、代わりに大気中に広がった「空間的に均一な煤雲」からモデリングプロセスを開始している。^[12]

1980年代に最も人気を博したTTAPSモデルを作成した多分野にわたるチームによって公に認められたことはなかったが、2011年にアメリカ物理学会は、TTAPSチーム（火星の砂嵐現象や小惑星衝突イベントの分野で以前に研究していた参加者にちなんで名付けられた：リチャード・P・ターコ、オーウェン・トゥーン、トーマス・P・アッカーマン、ジェームズ・B・ポラック、カール・セーガン）が1983年に結果を発表したのは「国際的な軍備管理を促進するという明確な目的があった」と述べている。^[91]しかし、「コンピューターモデルは非常に単純化されており、煙やその他のエアロゾルに関するデータはまだ非常に貧弱であったため、科学者は確実なことは何も言えなかった」。^[91]

1981年、ウィリアム・J・モランは、戦争による塵の影響が、小惑星によって作られたKT境界とその前年の1980年にルイス・アルバレスによって行われた有名な分析と類似している可能性を見出し、国立研究会議（NRC）で大規模な核弾頭の交換による空中の土壌/塵の影響についての議論と研究を開始した。 ^[92]このテーマに関するNRCの研究委員会は、 1985年に出版されたNRCの「大規模な核交換が大気に与える影響」の発表に備えて、1981年12月と1982年4月に会合を開いた。 ^[74]

1980年にスウェーデン王立科学アカデミーの雑誌Ambioで開始された、核戦争後の対流圏におけるNOxやオゾンなどの酸化物質の生成に関する研究の一環として^[10]、ポール・J・クルッツェンとジョン・W・バークスは、当時の最新モデルを使用して、成層圏オゾンに対する核戦争の影響の計算結果を1982年に発表する準備を始めた。しかし、彼らは、ICBM弾頭の精度向上の進展により可能になった、より数は多いがエネルギーは低い、サブメガトン射程の核弾頭への傾向の結果として、オゾン層の危険性は「それほど重大ではない」ことを発見した。^[11]

これらの結果に直面した後、彼らは「偶然」、核爆発が至る所で大規模な火災を引き起こし、そして重要なことに、これらの通常の火災の煙が太陽光を吸収し、地表温度を急激に低下させるという「後付けの考え」 ^{[10]を思いついた。 [11]} 1982 年初頭、2 人は、核戦争後に発生すると推定される火災による短期的な気候の変化についての最初の示唆を含む草稿を回覧した。^[74]同年後半、クルッツェンとバークスによる核戦争の環境への影響に関するAmbio^{の特別号は「核戦争後の大気: 真昼の薄明かり」と題され、核の冬仮説を大いに先取りしていた。 [93]}この論文は、火災とその気候への影響を調査し、大規模な火災からの粒子状物質、窒素酸化物、オゾン層の破壊、核の薄明かりが農業に与える影響について論じた。クルッツェンとバークスの計算によると、都市、森林、石油備蓄の火災によって大気中に放出された煙の粒子は、最大 99 パーセントの太陽光が地表に届くのを妨げる可能性がある。この暗闇は「火災が燃えている間」存在し、数週間続くと想定され、「大気の通常の力学と温度構造は...北半球の大部分で大幅に変化し、おそらく地表温度と風系に重大な変化をもたらすだろう」などの影響を伴うと彼らは述べた。^{[93]彼らの研究から、核兵器による}首切り攻撃が成功すれば、犯人に深刻な気候的影響が及ぶ可能性がある という結論が導かれた。

ソ連の大気科学者ゲオルギー・ゴリツィンは、クルッツェンとバークスの論文「真昼の薄明かり」が掲載された同じ号のAmbioに掲載されたNPボチコフとEIチャゾフの論文^[94]を読んで、火星の砂嵐についての研究を地球の大気中のすすに応用した。これらの影響力のある火星の砂嵐モデルが核の冬の研究に使用されたのは、1971年にソ連の宇宙船マルス2号が赤い惑星に到着し、地球全体の砂塵の雲を観測したとき^[95]だった。軌道上の機器と1971年のマルス3号着陸船は、赤い惑星の表面の温度が砂塵の雲の上部の温度よりもかなり低いことを測定しました。これらの観測の後、ゴリツィンは天文学者カール・セーガンから2通の電報を受け取り、その中でセーガンはゴリツィンに「この現象の理解と評価を探究してほしい」と依頼した。ゴリツィンは、この頃に「火星の塵が^どのように形成され、それがどのようにして地球規模にまで達するのかを説明する理論を提唱した」と述べている^{。[ 95]}

同年、ゴリツィンの研究所の従業員であったアレクサンダー・ギンツブルグ^[96]は、火星の冷却現象を説明する砂嵐のモデルを開発した。ゴリツィンは、1982年にソ連と米国の間で仮想的な核戦争が起こった場合の影響を取り上げたスウェーデンの雑誌を読んで、自分のモデルが煤にも適用できると感じた。^[95]ゴリツィンは、ギンツブルグのほぼ修正されていない砂塵雲モデルを使用し、モデルでは土壌の砂塵ではなく煤をエアロゾルと想定し、返された結果と同じように、火星の大気中の砂塵雲の冷却を計算すると、火星の上空の高い雲は加熱され、その下の惑星は劇的に冷却されるだろうと結論付けた。ゴリツィンは、1983年5月に、アンドロポフが主導した核の脅威に対する平和防衛のためのソ連科学者委員会に、この火星由来の地球類似モデルを発表する意向を示した。この委員会の設立は、ソ連指導部の明確な承認を得て、「西側の『核凍結』活動家との管理された接触を拡大する」という意図で行われた。^{[97]この委員会の承認を得たゴリツィンは、1983年9月に、広く読まれている}ロシア科学アカデミーの報知紙に、初期の『核の冬』効果に関する最初のコンピューターモデルを発表した。^[98]

1982年10月31日、ゴリツィンとギンズバーグのモデルと結果はワシントンDCで開催された「核戦争後の世界」に関する会議で発表された^[96]。

ゴリツィン^[98]とセーガン^[99]はともに、「核の冬」に注目する前の数年間、火星の砂嵐の冷却に関心を抱いていた。セーガンは1950年代から1960年代にかけてA119計画にも携わり、月の土の煙の動きと寿命をモデル化しようとした。

1982 年に「真昼の黄昏」が出版された後、^[100] TTAPS チームは、核戦争/成層圏の煤による大気への影響に関する 1 次元の計算モデル研究を開始したと述べていますが、サイエンス誌に論文が掲載されたのは 1983 年 12 月下旬になってからでした。 ^[101]「核の冬」というフレーズは、出版直前に Turco によって造られました。^[102]この初期の論文で、TTAPS は、大規模な核戦争の結果生じる煙と塵の総排出量に関する仮定に基づく推定値を使用し、それに基づいて、想定される煙の量による大気の放射バランスと温度構造へのその後の影響を分析し始めました。塵と煙の影響を計算するために、彼らは地球の下層大気 (中間圏界面まで) の 1 次元の微物理/放射伝達モデルを採用しました。これは、地球規模の気候変動の垂直特性のみを定義していました。

しかし、核戦争の環境影響への関心は、ゴリツィンの9月の論文の後もソ連では続いており、ウラジミール・アレクサンドロフとGI・ステンチコフも1983年12月に気候への影響に関する論文を発表したが、同時期のTTAPS論文とは対照的に、この論文は3次元地球循環モデルによるシミュレーションに基づいていた。^[54]（2年後、アレクサンドロフは謎の状況で行方不明になった）。リチャード・ターコとスターリー・L・トンプソンは、ソ連の研究を批判した。ターコはそれを「原始的」と呼び、トンプソンは、それは時代遅れの米国のコンピュータモデルを使用していると述べた。^[103]後に彼らはこれらの批判を撤回し、代わりにアレクサンドロフの先駆的な研究を称賛し、ソ連のモデルは他のすべてのモデルと同じ弱点を持っていると述べた。^[12]

1984年、世界気象機関（WMO）はゴリツィンとNAフィリップスに科学の現状を調査するよう委託した。彼らは、一般的に世界の核兵器の半分、約5000メガトンが使用され、約1000の都市が破壊され、大量の炭素煙が発生するというシナリオが研究で想定されていることを発見した。2 × 10 ¹⁴  gが最も可能性が高く、範囲は0.2～6.4 × 10 ¹⁴  g (NAS; TTAPS を想定)2.25 × 10 ¹⁴）。煙は太陽放射をほとんど通さないが赤外線は通すため、太陽光を遮って地球を冷やすが、温室効果を高めて温暖化を引き起こすことはない。煙の光学的厚さは1よりもはるかに大きくなる可能性がある。都市部以外の標的による森林火災は、エアロゾル生成をさらに増加させる可能性がある。強化された標的に対する地表近くの爆発による塵も寄与する。メガトン相当の爆発ごとに最大500万トンの塵が放出される可能性があるが、そのほとんどはすぐに落下する。高高度の塵は、爆発のメガトン相当ごとに0.1～100万トンと推定されている。原油の燃焼も大幅に寄与する可能性がある。^[104]

^これらの研究で使用された1次元放射対流モデルは、^戦争後14日から35日の間に15～42℃まで冷却され、「ベースライン」は約20℃という幅広い結果を生み出しました。3次元GCMを使用したやや洗練された計算でも、地域差はあるものの、気温は約20℃低下するという同様の結果が出ました。^{[54] [105]}

すべての^{計算では、}高度約 10 km (6.2 マイル) の煙層の上部で大きな加熱 (最大 80 °C) が発生していることが示されています。これは、その場所の循環が大幅に変化し、雲が低緯度と南半球に 移流する可能性があることを意味しています。

1990年の論文「気候と煙：核の冬の評価」では、TTAPSは3次元モデルを使用して、核戦争の短期および長期の大気への影響についてより詳細な説明を行った。^[106]

最初の1〜3か月:

• 注入された煤の10～25％はすぐに降雨によって除去されますが、残りは1～2週間で地球全体に運ばれます。
• 7月の煙噴射に関するSCOPEの数値:
  • 中緯度では22℃低下
  • 湿度の高い気候では10℃低下
  • 中緯度地域の降雨量が75%減少
  • 低緯度では光量が0%減少し、煙の噴出量が多い地域では光量が90%減少する
• 冬季の煙噴射に関するSCOPE数値:
  • 気温は3～4℃下がります

1～3年後:

• 注入された煙の 25～40% は大気中で安定化されます (NCAR)。煙は約 1 年間安定化します。
• 地上気温が平年より数度低い
• 海面温度は2～6℃
• オゾン層が50%破壊され、地表に当たる紫外線が200%増加します。

TTAPSの1990年の論文の主要な結果の1つは、100件の石油精製所の火災が小規模ではあるが地球規模で有害な核の冬をもたらすのに十分であるという、チームの1983年のモデルを繰り返し主張したことであった。 ^[109]

イラクがクウェートに侵攻し、同国にある約800の油井に火をつけると脅した後、 1990年11月にジュネーブで開催された世界気候会議で発表された、この累積的な気候への影響に関する憶測は、核の冬のようなシナリオから、激しい酸性雨、さらには短期的な地球温暖化まで多岐にわたりました。^[110]

1991年1月のウィルミントン・モーニング・スター紙とボルティモア・サン紙に掲載された記事では、核の冬に関する論文の著名な著者であるリチャード・P・ターコ、ジョン・W・バークス、カール・セーガン、アラン・ロボック、ポール・クラッツェンらが、イラク軍が300～500の加圧油井に点火し、数か月間燃え続けるという脅しを実行した結果、大陸規模の氷点下の気温による壊滅的な核の冬のような影響が起こると予想していると述べた。^{[111] [112]}

脅迫通り、1991年3月に撤退するイラク軍によって油井に火がつけられ、燃えていた約600の油井は戦争終結から8ヶ月後の1991年11月6日まで完全に消火されず、^[113]ピーク時には1日あたり推定600万バレルの石油が消費された。

1991年1月に砂漠の嵐作戦が開始され、最初のいくつかの石油火災が発生した時期と重なると、S・フレッド・シンガー博士とカール・セーガンはABCニュースのナイトライン番組でクウェートの石油火災が環境に及ぼす可能性のある影響について議論した。セーガンは再び、煙の影響の一部は核の冬の影響に似ている可能性があると主張した。煙はクウェートの海抜約48,000フィート（15,000メートル）から成層圏まで上がり、地球全体に影響を及ぼす。彼はまた、総合的な影響は1816年が「夏のない年」として知られるようになったインドネシアのタンボラ山の1815年の噴火に非常に似ていると主張した。

セーガンは、南アジア、そしておそらく北半球にも影響が及ぶと予測するモデリング結果を挙げた。セーガンは、この結果は非常に可能性が高いため、「戦争計画に影響を与えるはずだ」と強調した。 ^[114]一方、シンガーは、煙が高度約3,000フィート（910メートル）まで上昇し、約3〜5日後に雨で消えて煙の寿命が限られると予想した。シンガーとセーガンの両方の高度推定は間違っていたが、シンガーの記述の方が実際の状況に近く、比較的最小限の大気影響はペルシャ湾地域に限定され、煙の柱は一般的に^[107]約10,000フィート（3,000メートル）まで上昇し、いくつかは20,000フィート（6,100メートル）まで上昇した。^{[115] [116]}

セーガンと彼の同僚は、煤煙が太陽の熱放射を吸収すると、ほとんど清掃作用がないまま「自己浮上」が起こり、煤の黒い粒子が太陽に熱せられて空中にどんどん高く舞い上がり、煤が成層圏に噴出すると予想した。この位置では、この煤のエアロゾルによる太陽光遮断効果が空気からなくなるまで何年もかかり、その結果、アジア、そしておそらく北半球全体で地表レベルの壊滅的な冷却と農業への影響が生じるだろうと彼らは主張した。^[117] 1992年の追跡調査で、ピーター・V・ホッブスと他の研究者は、核の冬チームが予測した大規模な「自己浮上」効果の明らかな証拠を観測せず、石油火災の煙雲には核の冬モデル化チームが想定したよりも煤が少なかった。^[118]

国立科学財団からクウェートの火災の大気への影響を研究する任務を与えられた大気科学者ピーター・V・ホッブスは、火災の影響が控えめだったことから「[核の冬仮説を裏付けるために使用された]いくつかの数字はおそらく少し誇張されていた」と述べた。^[119]

ホッブズは、火災のピーク時には煙が太陽放射の75～80%を吸収したことを発見した。粒子は最大20,000フィート（6,100メートル）まで上昇し、雲による清掃と相まって、煙は大気中に最大で数日という短い滞留時間しか持たなかった。^[120]

戦前に主張されていた、広範囲で長期にわたる重大な地球環境への影響は実証されておらず、メディアや憶測家によって大幅に誇張されていたことが判明した。^[121]火災発生時に核の冬仮説を支持しなかった人々の気候モデルでは、発生源から200km以内の日中の気温が約10℃低下するなど、より局所的な影響しか予測されていなかった。^[122]

サガンは後に著書『悪魔にとりつかれた世界』の中で、自分の予測が明らかに正しくなかったことを認めている。「正午には真っ暗で、ペルシャ湾の上空では気温が4～6℃下がったが、成層圏に達する煙はほとんどなく、アジアは被害を免れた。」^[123]

成層圏に噴き上がる油井と石油備蓄の煙が核の冬の煤の主な発生源であるという考えは、この仮説に関する初期の気候学論文の中心的な考えであった。石油の煙は黒い煤の割合が高く、より多くの日光を吸収するため、都市の煙よりも発生源である可能性が高いと考えられていた。^{[93] [101]}ホッブズは、論文で想定されている「排出係数」、つまり発火した油田からの煤生成効率を比較し、最大の煤発生源であるクウェートの油田の測定値と比較すると、核の冬の計算で想定されている煤の排出量は依然として「高すぎる」ことを発見した。^[120]クウェートの石油火災の結果が核の冬を推進する中核科学者の意見と食い違ったため、1990年代の核の冬に関する論文は、一般的に、油井と石油備蓄の煙が成層圏に達するという主張から距離を置こうとした。

2007年の核の冬の研究では、現代のコンピュータモデルがクウェートの石油火災に適用され、個々の煙の柱は煙を成層圏まで上げることはできないが、一部の森林火災のように広い範囲を覆う火災の煙は^{煙を成層圏まで上げる}ことができ、最近の証拠はこれが以前考えられていたよりもはるかに頻繁に起こることを示唆している、と指摘した。^{[ 7] [ 22] [124] [125]}この研究ではまた、核攻撃後に予想される比較的小規模な都市の火災でも、相当量の煙が成層圏まで上がると示唆している。

Stenchikov ら [2006b] ^{[126] は}、RAMS 地域気候モデル [例: Miguez-Macho ら、2005] ^[127]を使用して詳細で高解像度の煙柱シミュレーションを実施し、1991 年のクウェート石油火災のような個々の煙柱は希釈されるため上層大気や成層圏に舞い上がることはないと示しました。しかし、都市火災で発生するようなはるかに大きな煙柱は、大きな希釈されていない質量運動を生み出し、煙の舞い上がりを引き起こします。新しいラージ エディ シミュレーションモデルの結果は、はるかに高解像度で、私たちの結果と同様の舞い上がりを示し、舞い上がりを阻害するような小規模な反応は示していません [Jensen、2006]。^[128]

しかし、上記のシミュレーションでは、乾性沈着も湿性沈着も起こらないという仮定が含まれていました。^[126]

1990年から2003年の間、「核の冬」に関する査読済み論文は出版されなかったと評論家らは指摘した。^[109]

2007年と2008年に元の研究の著者らが発表した新しい研究に基づいて、いくつかの新しい仮説が提唱されている。主に、100回程度の火災嵐でも核の冬が起こるという評価である。^{[3] [20]}しかし、この仮説は「新しい」どころか、1980年代の初期のモデルと同じ結論を導き出しており、同様に100回程度の都市火災嵐を脅威とみなしていた。^{[129] [130]}

過去千年間の気候変動と比較すると、モデル化された最小の交換でさえ、地球の温度は小氷期（およそ西暦1600年から1850年までの歴史期間）よりも低くなります。これは即座に影響を及ぼし、農業は深刻な脅威にさらされます。煙の量が増えれば、より大きな気候変動が起こり、農業は何年も不可能になります。どちらの場合も、新しい気候モデルのシミュレーションでは、影響は10年以上続くことが示されています。^[32]

2007 年 7 月にJournal of Geophysical Researchに発表された「現代の気候モデルと現在の核兵器で再考した核の冬: 依然として壊滅的な結果」^[19]と題された研究では、現在の気候モデルを使用して、世界の現在の核兵器のほとんどまたはすべてが関与する世界的核戦争 (著者らは 20 年前の世界の核兵器の規模と同程度と判断) の結果を検討しました。著者らは、NASA ゴダード宇宙研究所のモデル E という全球循環モデルを使用しました。著者らは、このモデルが「地球温暖化実験で広範にテストされ、火山噴火が気候に与える影響の調査にも使用されている」と述べています。このモデルは、約 150 Tg の煙が大気中に放出されると予測される、現在の世界の核兵器のすべてまたは一部が関与する戦争と、約 50 Tg の煙が放出されると予測される、現在の核兵器の約 3 分の 1 が関与する戦争の影響を調査するために使用されました。 150 Tg のケースでは、次のことがわかりました。

地球の平均表面温度は、-7 °C から -8 °C まで何年も下がり続け、10 年経ってもまだ -4 °C です (図 2)。18,000 年前の最終氷期の最深部での世界の平均温度低下が約 -5 °C であったことを考慮すると、これは人類史上前例のない速度と振幅の気候変動です。気温の変化は陸上で最大です。... 北米の広い地域では -20 °C を超える温度低下が見られ、ユーラシアの大部分では農業地域すべてを含む -30 °C を超える温度低下が見られます。

さらに、この寒冷化により地球の水循環が弱まり、世界の降水量が約 45% 減少したことも判明した。現在の核兵器の 3 分の 1 が関与する 50 Tg のケースについては、シミュレーションでは「150 Tg のケースと非常によく似た気候反応が生じたが、振幅は約半分だった」が、「反応の時間スケールはほぼ同じ」としている。農業への影響については深く議論しなかったが、1 年間の食糧生産がないと仮定した 1986 年の研究では「地球上のほとんどの人々はその時までに食糧がなくなり餓死する」と予測されていたことを指摘し、自分たちの結果では「この食糧生産がない期間は何年も延長する必要があり、核の冬の影響はこれまで考えられていたよりもさらに悪化する」ことが示されているとコメントした。

2014年、マイケル・J・ミルズ（米国立大気研究センター、NCAR）らは、地球の未来誌「アース・フューチャー」に「地域核紛争後の数十年にわたる地球寒冷化と前例のないオゾン層の喪失」を発表した。^[131]著者らは、NCARが開発した計算モデルを使用して、100個の「小型」（15キロトン）核兵器が都市上空で爆発する地域核戦争の結果であると彼らが示唆する煤雲の気候への影響をシミュレートした。煤雲の相互作用により、モデルは次のような出力を示した。

...人口密集地域では、人類史上前例のないレベルの 20～50% のオゾン層損失が、過去 1000 年間で最も低い平均地表温度を伴うことになります。中緯度地域では夏の UV 指数が 30～80% 増加すると計算されており、これは人間の健康、農業、陸上および水生生態系に広範囲にわたる被害をもたらすことを示唆しています。霜が降りると、5 年間にわたり、生育期が年間 10～40 日減少します。海洋の熱慣性とアルベド効果、および海氷の拡大により、地表温度は 25 年以上低下します。寒冷化と UV の増加が組み合わさると、世界の食糧供給に大きな圧力がかかり、世界的な核飢饉を引き起こす可能性があります。

ロスアラモス国立研究所の研究者らは、地域核兵器交換の気候への影響に関するマルチスケール研究の結果を発表した。これは、2007年にロボックらとトゥーンらが検討したのと同じシナリオである。これまでの研究とは異なり、この研究では、ブラックカーボンが大気中に放出される過程をシミュレートし、成層圏に放出される量は非常に少なく、その結果、長期的な気候への影響はそれらの研究が結論づけたよりもはるかに低いことがわかった。特に、「シミュレーションのいずれも核の冬効果を生み出さなかった」ことと、「これまでの研究で想定されていた限定的な交換シナリオによる大幅な地球寒冷化の可能性は非常に低い」ことがわかった。^[132]この研究は、2018年の研究に欠陥があると主張するいくつかの後続研究の結果と矛盾している。^{[133] [134] [135] [136]}

査読付き学術誌「セーフティ」に掲載された研究では、「核の秋」による侵略国の国民への反動効果のため、どの国も100個を超える核弾頭を保有すべきではないと示唆している。^{[137] [138]}

2019年には、これまでのモデル化を基に、これまでシミュレーションされていたものよりも小規模な核兵器の交換による新たな核の冬のシナリオを記述した、核の冬に関する2つの研究が発表されました。

Robockらによる2007年の研究^[19]と同様に、 Coupeらによる2019年の研究では、米国とロシアの間で核兵器の交換が行われ、両国が核兵器条約で認められているすべての核兵器を使用した後に、150 Tgのブラックカーボンが大気中に放出されるというシナリオをモデル化しています。^[139]このブラックカーボンの量は、過去1,200年間のすべての火山噴火によって大気中に放出された量をはるかに上回っていますが、6600万年前に大量絶滅を引き起こした小惑星の衝突よりは少ないです。^[139] Coupeらは、 Robockらが使用したModelEシミュレーションよりも解像度が高く、エアロゾルと成層圏化学をより効果的にシミュレートする「全大気コミュニティ気候モデルバージョン4」（WACCM4）を使用しました。^[139]

WACCM4 モデルは、ブラックカーボン分子が成層圏に到達すると通常サイズの 10 倍に増加するとシミュレートします。ModelE はこの効果を考慮していませんでした。ブラックカーボン粒子サイズのこの違いにより、成層圏での太陽光の吸収が大きくなるため、最初の注入後の最初の 2 年間は、WACCM4 モデルで世界中の光学的厚さが大きくなります。 ^[139]これにより、成層圏の温度が 100K 上昇し、ModelE の予測よりもわずかに大きいオゾン層の破壊が発生します。^[139]粒子サイズが大きいことによるもう 1 つの結果は、ブラックカーボン分子が大気から落下する速度が加速することです。ブラックカーボンを大気に注入してから 10 年後、WACCM4 では 2 Tg が残ると予測されていますが、ModelE では 19 Tg が残ると予測されています。^[139]

2019年モデルと2007年モデルはどちらも世界中で大幅な気温低下を予測しているが、 2019年の解像度と粒子シミュレーションの向上により、注入後の最初の6年間は気温異常が大きくなるものの、通常気温への回復はより早くなると予測されている。注入後数か月から異常の6年目までの間、WACCM4はモデルEよりも世界の気温が低くなると予測しており、気温が通常より20K以上低いため、北半球の多くの地域で夏季に氷点下の気温となり、米国中西部を含む中緯度地域では農業生産シーズンが90%減少する。^[139] WACCM4のシミュレーションでは、注入後3年目と4年目に世界の年間降水量が通常レベルから58%減少するとも予測されており、モデルEで予測された減少率よりも10%高い。^[139]

トゥーンらは、 2025年にインドとパキスタンが核戦争を起こし、パキスタンの100の都市部とインドの150の都市部が15ktから100ktの核兵器で攻撃されるという核シナリオをシミュレートし、空中爆発のみの爆発から大気中に放出される黒色炭素の影響を調べた。^[5]研究者らは、すべての兵器が15kt、50kt、100ktの場合の大気への影響をモデル化し、両国が最近行った核実験を考慮して、核戦争が起こる可能性が高い範囲を示した。提供された範囲が広いのは、インドもパキスタンも核兵器に関する情報を提供する義務がないため、その範囲はほとんど不明である。^[5]

トゥーンらは、核兵器が爆発するたびに火災または大火のいずれかが発生し、この2つの結果から大気中に放出される黒色炭素の量は同等で、その範囲は甚大であると想定している。 ^[5] 1945年の広島では、火災によって核爆発中に放出されたエネルギーの1,000倍のエネルギーが放出されたと予測されている。^[6]これほど広い地域が焼失すると、大気中に大量の黒色炭素が放出される。放出される量は、すべての兵器が15 kt以下の場合は16.1 Tg、すべての100 kt兵器の場合は36.6 Tgに及ぶ。^[5] 15 ktおよび100 kt範囲の兵器の場合、研究者らは、世界の降水量が15%～30%減少し、気温が4K～8K低下し、海水温が1K～3K低下するとモデル化した。^[5]使用されたすべての兵器が50kt以上の場合、ハドレー循環が乱れ、アメリカ中西部の降水量が50%減少する。海洋の純一次生産性（NPP）は、15ktおよび100ktのシナリオでそれぞれ10%から20%減少し、陸上のNPPは15%から30%減少する。特に影響を受けるのは米国とヨーロッパの中緯度農業地域で、NPPが25～50%減少する。^[5]他の文献で予測されているように、10年後に大気から黒色炭素が除去されると、気温とNPPは正常に戻る。^[5]

Coupeらは、CESM-WACCM4モデルを用いて、5～150 Tgの煤煙に及ぶ6つの核シナリオの後に数年間続くエルニーニョ現象のシミュレーションを報告している。彼らはこの変化を「核ニーニョ」と名付け、海流のさまざまな変化について説明している。^[140]

2022年8月にネイチャーフード誌に掲載された査読済みの研究によると、 ^{[15]世界の核兵器の90％以上を保有する}米国とロシアの間で本格的な核戦争が起これば、核の冬の間に直接3億6000万人が死亡し、間接的に50億人以上が飢餓で死亡するだろう。^{[144] [145]}

東北大学の地球科学研究者である海保邦夫氏がその年に発表した別の論文では、核の冬のシナリオが海洋および陸上の動物に与える影響を、歴史上の絶滅事象と比較している。海保氏は、小規模な 核戦争（インドとパキスタンの核戦争または同等の規模の戦争と定義）は、それ自体で種の10～20％の絶滅を引き起こすが、大規模な核戦争（米国とロシアの核戦争と定義）は、動物種の40～50％の絶滅を引き起こすと推定しており、これは「ビッグファイブ」大量絶滅事象の一部に匹敵する。比較のために、海保氏が人為的な気候変動の最も可能性の高いシナリオとみなした、2100年までに3℃（5.4°F）、2500年までに3.8℃（6.8°F）の温暖化は、同じ方法論で約12～14％の動物種を絶滅させるだろう。^[146]

2023年以来、米国科学・工学・医学アカデミーは核戦争の潜在的な環境影響に関する独立研究を設立した。その目的は核の冬に関するすべての研究を評価することであり、最終報告書は2024年に発表される予定である。^[147]

核の冬の概念がこれまで批判され続けている5つの主要な、そして主に独立した根拠は以下の通りである：^{[132] [148]}

• 都市は容易に火災に見舞われるでしょうか？もしそうなるなら、どのくらいの量の煤が発生するでしょうか？
• 大気の寿命: モデルで想定された量の煤は予測どおりの期間大気中に留まるのか、それともはるかに多くの煤がもっと早く黒い雨として降るのだろうか?
• 出来事のタイミング: 火災嵐や戦争のモデル化が晩春または夏に始まることはどの程度合理的でしょうか (これは、ほぼすべての米ソの核の冬に関する論文で行われており、それによってモデル化された冷却の度合いが最大限に高まります)。
• 暗さと不透明性：大気中に到達する煤の想定される性質は、どの程度の遮光効果を持つのだろうか？ ^[148]
• 飛散量：成層圏にどれくらいの煤が飛散するだろうか？^[132]

1983年に発表されたTTAPSの1次元モデルによる予測は、広く報道され、メディアで批判されたが、これは、それ以降のモデルが予測する「終末論的な」レベルの寒冷化ははるかに少ないためである。 ^[149]ほとんどのモデルは、春または夏に大量の火災が発生したという仮定の下で、依然として有害な地球寒冷化が起こると示唆し続けている。^{[109] [150]}スターリー・L・トンプソンの1980年代半ばの3次元モデルは、まったく同じ一般的な仮定を含んでいたが、このモデルにおける煤の気候結果をより正確に表現するために「核の秋」という造語を作った。彼は、カメラの前でのインタビューで、以前の「終末論的な」モデルを否定した。^[151]

これらのモデル結果を可能にし続けている仮定に対する主要な批判は、オークリッジ国立研究所のクレソン・カーニーによる民間防衛マニュアルである1987年の書籍「核戦争時の生存スキル（NWSS）」に掲載されています。^[152] 1988年の出版物「大規模核戦争による地球大気への影響の評価」によると、カーニーの批判は、モデル作成者が成層圏に到達すると想定した煤の量が多すぎることに向けられていました。カーニーは、現代の都市は火災旋風のように燃えることはないというソ連の研究を引用し、都市の可燃物のほとんどが不燃性の瓦礫の下に埋もれるため、またTTAPSの研究では核戦争によって生じる都市以外の山火事の規模と範囲が大幅に過大評価されていると述べました。^[12] TTAPSの著者らは、とりわけ、標的計画者が意図的に都市を瓦礫にするとは思わないが、近くの場所が攻撃されたときに比較的被害の少ない郊外で火災が発生すると主張し、都市部以外の山火事に関する彼の主張を部分的に認めた。^[12]パシフィック・シエラ・リサーチ・コーポレーションの熱科学ディレクターであるリチャード・D・スモール博士も同様に、モデルの仮定、特に米ソの全面核戦争で約5,075 Tgの物質が燃えると主張するTTAPSの1990年の更新に強く反対した。スモール博士による設計図と実際の建物の分析では、「利用可能な可燃物がすべて実際に発火したと仮定すると」、最大で1,475 Tgの物質が燃える可能性があると判明した。^[148]

カーニーは、将来のより正確なモデルは「気温の低下がさらに小さくなることを示す」だろうという意見を持っていたが、核の冬のモデル作成者が想定するほど確実に火災嵐が発生するとは容易には考えない将来の潜在的なモデルも含め、NWSSでは、スターリー・トンプソンとスティーブン・シュナイダーによる1986年の核の冬の再評価モデルから、数日以内という比較的穏やかな冷却推定をまとめた。^[152]これは、当時の一般的な意見に反して、これら2人の気候科学者の結論では「科学的根拠に基づいて、初期の核の冬仮説による地球規模の終末論的結論は、今ではほとんどあり得ないほど低い確率にまで低下する可能性がある」ことを読者に伝えるための努力であった。^[152]

しかし、ブライアン・マーティンが1988年にサイエンス・アンド・パブリック・ポリシー誌に発表した論文^[150]では、核の冬の再評価では米ソ間の「核の冬」は当初考えられていたほど深刻ではないと結論づけられ、著者らはその影響をむしろ「核の秋」と表現しているが、トンプソンとシュナイダーの他の発言^{[154] [155]}は、彼らが「これが核の冬に関する基本的な論点の否定を意味するという解釈に抵抗した」ことを示していると述べている。アラン・ロボックらの2007年の論文では、「トンプソンとシュナイダー[1986]が『核の秋』という用語を使用したため、著者らは気候への影響が大きいことを明らかにしていたにもかかわらず、政策関係者の間では核の冬理論は誇張され、反証されたと考える者もいる[例：マーティン、1988]」と書いている。^[19] 2007年、シュナイダーは、2006年のモデルで分析された限定核戦争（パキスタンとインド）の冷却結果に対する暫定的な支持を表明し、「熱帯地方の太陽は中緯度よりもはるかに強い。したがって、はるかに限定的な戦争は、煙を最悪の場所に置くことになるため、はるかに大きな影響を与える可能性がある」と述べ、「核戦争で何かに勝つ方法があると人々が考えるのを思いとどまらせるためにできることはすべて良い考えだ」と述べた。^[156]

多くのミサイルサイロの近くにある生きた非砂漠植物、生きた森林、草などの発火による煙の寄与は、当初「真昼の黄昏」論文で非常に大きいと想定され、また人気のTTAPS出版物でも発見された煙源である。しかし、この想定は1987年にブッシュとスモールによって検証され、生きた植物の燃焼は推定される「非都市部の煙発生量」全体にほとんど寄与しない可能性があることが判明した。^{[12]植物が燃え続ける可能性は、核の火球の表面から}半径1、2の範囲内にある場合にのみあり、その距離は、そのような火災に影響を与えるような強烈な爆風も経験する距離である。 ^[157]都市部以外の地域での煙による被害の推定値の減少は、1984年に発表された予備的な「核による森林火災の推定」^[12]や、1950～1960年代にキャッスル作戦^[158]やレッドウィング作戦^{[159] [160]}の一連のテストで発射された地点周辺の島々の表面が焦げ、破壊されたが、完全には焼け落ちなかった熱帯林の現地調査によって裏付けられている。

2010年に完成した米国国土安全保障省の論文では、都市を標的とした核爆発の後、「火災が拡大して合体すると、消防士の制御能力を超える火災旋風が発生する可能性がある。しかし、専門家は、現代の米国の都市設計と建設の性質上、猛烈な火災旋風が発生する可能性は低いと示唆している」と述べている。^[167]たとえば、長崎への原爆投下では火災旋風は発生しなかった。^[168]これは、1986年から1988年という早い時期にも同様に指摘されており、冬季モデルの根拠となった都市の燃料の「質量負荷」（1平方メートルあたりの燃料の量）の想定量が高すぎることが判明し、意図的に熱流を作り出して煙を成層圏下部に吹き飛ばしているが、現実世界の現代都市で見られる「より特徴的な状況」の評価では、燃料負荷、したがって効率的な燃焼から生じる熱流によって、煙が4kmよりはるかに高く吹き飛ばされることはめったにないことが判明している。^[12]

ハーバード大学国際問題センターの准教授ラッセル・ザイツは、冬季モデルの仮定は研究者が達成したい結果をもたらし、「最悪のケースの分析が暴走した」例であると主張している。^{[150] 1986年9月、ザイツは}ネイチャー誌に「シベリア大火は『核の冬』の指針」を発表し、初夏に始まり、この地域の記録史上最悪の干ばつによって引き起こされた1915年のシベリア大火を調査した。この火災は最終的にこの地域を壊滅させ、ドイツと同じ面積にあたる世界最大の北方林を焼失させた。数週間にわたる火災の間、煙雲の下で夏の昼間の気温が約8℃低下したが、壊滅的な農業夜間霜の増加はなかった。^[169] 1915年のシベリア大火の調査後、ザイツは「核の冬」モデルの結果は最悪のケースを連続して想定したものだと批判した。

40回連続でコインを投げて表が出るという不可能性は、ロイヤルフラッシュに匹敵する。しかし、それは「洗練された一次元モデル」として表現された。この用法は、[イギリス人モデルのレスリー・ローソン]ツイギーに当てはまらない限り、矛盾している。^[149]

ザイツはカール・セーガンを引用し、次のように強調した。「超大国間の核戦争を伴う現実的なケースのほとんどにおいて、恐竜や他の多くの種が絶滅した白亜紀末期と同等かそれ以上の深刻な絶滅を引き起こすのに十分な地球環境の変化が起こる可能性が高い。」ザイツは次のようにコメントしている。「この文章で強調されている不吉なレトリックは、100メガトン（元の100都市の火災）のシナリオさえも、地球に衝突する小惑星の1億メガトンの爆発と同等としている。これは天文学的な大げさな誇大宣伝である。」^[149]ザイツは次のように結論づけている。

科学が進歩し、より新しく洗練されたモデルでより本格的な洗練が達成されるにつれて、仮定された影響は悪化の一途をたどった。1986年までに、これらの最悪の影響は、北極の暗闇の1年からパームビーチの涼しい月よりも暖かい気温にまで減少した。雲が切れて冷たい場所という新しいパラダイムが出現した。かつては地球全体に広がっていた厳しい霜は、北のツンドラに後退した。セーガン氏の精巧な推測は、あまり知られていないマーフィーの第二法則の餌食になった。「すべてが必ずうまくいかないなら、それに賭けてはいけない」^[149]

ザイツの反対により、核の冬の推進派はメディアで反論した。推進派は、気候の大惨事の可能性、多くの場合最悪のシナリオを示すだけで十分だと信じていたが、反対派は、核の冬を真剣に受け止めるためには、「妥当な」シナリオの下で起こり得ることを示すべきだと主張した。^[170]リン・R・アンスポーが明らかにしたように、こうした論争の1つは、米ソ戦争モデルの背景としてどの季節を使うべきかという問題である。ほとんどのモデルは、最大の煤の飛散と、その結果としての冬の効果を生み出すために、北半球の夏を出発点として選択している。しかし、1月にコヴィーらが実行したモデルによると、同じ数の火災嵐が秋や冬に発生した場合、煤を成層圏の安定領域に飛散させるほどの強い太陽光がはるかに少ないため、冷却効果の規模は無視できるほど小さいことが指摘されている。^[171]シュナイダーは1990年にこの問題を認め、「晩秋や冬に戦争をしても、目立った[冷却]効果はないだろう」と述べた。^[148]

アンスパウ氏はまた、1985年8月3日にカナダで発生した人工森林火災は核の冬の支持者によって起こされたと言われており、この火災は煙の光学的特性や煙対燃料比の基本的な測定を行う機会となり、これらの重要なモデル入力の推定値の精度向上に役立った可能性があるにもかかわらず、支持者はそのような測定が行われたことを示唆しなかったことに不満を表明した。^[171] 後に1991年にクウェートの石油火災の煙雲に飛び込んでサンプルを採取するための資金を獲得することに成功したピーター・V・ホッブズ氏も、カナダの森林火災やその他の森林火災をこの方法でサンプル採取するための資金を拒否されたことに不満を表明した。[ ^12]ターコ氏は、メモといくつかの衛星画像から得た情報をまとめた10ページの覚書を書き、煙の柱は高度6kmに達したと主張した。^[12]

1986年、ローレンス・リバモア国立研究所の大気科学者ジョイス・ペナーは、ネイチャー誌に論文を発表し、煙の光学特性と都市火災後に空中に残る煙の量という特定の変数に焦点を当てた。彼女は、これらの変数の公表された推定値は非常に大きく異なるため、どの推定値が選択されたかによって、気候への影響は無視できるほど小さいか、または非常に大きいかになる可能性があることを発見した。^[172] 2006年の最近の核の冬の論文で想定されている黒色炭素の光学特性は、依然として「以前の核の冬のシミュレーションで想定されたものに基づいている」。^[19]

ネイチャー誌の編集者ジョン・マドックスは、在任中、核の冬の研究について一連の懐疑的なコメントを発表した。^{[173] [174]}同様に、S・フレッド・シンガーは、同誌やカール・セーガンとのテレビ討論で、この仮説を長期にわたって声高に批判した。^{[175] [176] [12]}

2011年、この仮説に関する最近の論文に対する反応として、ラッセル・サイツはネイチャー誌に、アラン・ロボックの「核の冬」概念に関する真の科学的議論は行われていないという主張に異議を唱えるコメントを発表した。^{[177] 1986年、サイツは他にも多くの人が「隠れ}ストレンジラブ博士」という烙印を押されることを恐れて発言をためらっていると主張した。例えば、プリンストン大学の物理学者フリーマン・ダイソンは「これは科学としてはまったくひどいものだが、公の記録を正すことは到底できない」と述べた。^[149]ロッキー・マウンテン・ニュースによると、スティーブン・シュナイダーは1986年に「核の冬再評価」という記事を書いたことで、一部の軍縮支持者からファシストと呼ばれていた。^[152] MITの気象学者ケリー・エマニュエルも同様にネイチャー誌のレビューで、冬の概念は、燃焼する可能性のある燃料の量について非現実的な推定が選択され、不正確な地球循環モデルが使用されているため、「科学的完全性に欠けていることで有名」であると書いている。エマニュエルは最後に、他のモデルの証拠は雨によって煙がかなり除去されることを示していると述べている。^[178]エマニュエルはまた、支持者が抱く強い感情的または政治的見解に関しては、彼らの客観性を疑問視することについて「興味深い指摘」をした。^[12]

コロラド州立大学の大気科学教授で、雲の物理モデリングの専門家であり、非常に影響力のある^{[179] [180]}前述のRAMS 大気モデルの共同作成者であるウィリアム・R・コットンは、1980 年代にすすの雨降モデル^[12]に取り組み、自身のモデルや他の核の冬モデルによる予測を支持していました。^[181]しかし、2007 年に共著した本によると、コットンはその後この立場を覆し、体系的に検討された他の仮定の中でも、この問題に関する最近の論文で想定されているよりもはるかに多くのすすの雨降/湿性沈着が起こると述べています。「潜在的な影響を定量的に検討するには、新しい世代のGCMが実装されるまで待たなければなりません。」また、コットンは、「核の冬は最初から政治的な動機が大部分を占めていた」と見ています。^{[2] [34]}

キューバ危機の間、フィデル・カストロとチェ・ゲバラは、米国がキューバに侵攻した場合には、ソ連が米国に対して核による先制攻撃を行うよう呼びかけた。1980年代、カストロは、ロナルド・レーガン大統領の下で米国に対してより強硬な姿勢を取るようクレムリンに圧力をかけ、核兵器の使用の可能性さえ主張した。この直接的な結果として、1985年にソ連の当局者が「専門家」の側近とともにキューバに派遣され、米国が核攻撃を受けた場合にキューバに及ぼす環境影響について詳細に説明した。そのソ連の当局者によると、その後すぐにカストロは以前の「核熱」を失ったという。^{[182] [183]}​​ 2010年、アラン・ロボックがキューバに召喚され、核戦争がハルマゲドンをもたらすというカストロの新しい見解を広めるのを手伝った。ロボックの90分間の講義は後に国内の国営テレビ局で放映された。^{[184] [185]}

しかし、ロボックによれば、米国政府の注目を集め、核政策に影響を与えるという点では、彼は失敗したという。2009年にオーウェン・トゥーンとともに米国議会で講演したが、何も成果は上がらず、当時の大統領科学顧問ジョン・ホールドレンは2009年も本稿執筆時点の2011年も、彼らの要請に応じなかった。^[185]

2012年の「原子科学者会報」の特集記事で、ロボックとトゥーンは、彼らの「核の冬」論文の結論にいつも軍縮の主張を織り交ぜてきたが^{[19] 、政治的領域では、核の冬の仮説上の影響を考慮すると、彼らがロシアと米国で有効であると想定している「}相互確証破壊」（MAD）という教義は、彼ら自身の「自己確証破壊」（SAD）の概念に置き換えられる必要があると主張している^[32]。なぜなら、誰の都市が燃えたかに関係なく、彼らが主張する結果として生じる核の冬の影響は、彼らの見解では壊滅的なものになるからだ。同様の流れで、1989年にカール・セーガンとリチャード・ターコはアンビオ誌に掲載された政策的含意に関する論文の中で、核の冬は「十分に確立された見通し」であるため、両超大国は共同で核兵器を「標準的な抑止力」レベルである100～300発の弾頭まで削減し、「核戦争が発生した場合に[これにより] [極端な] 核の冬の可能性を最小限に抑える」べきであると示唆した。^[189]

1984年に米国政府機関間で行われた機密扱いの諜報評価では、1970年代と1980年代の両年において、ソ連軍と米国軍は既に「既存の傾向」に従って弾頭を小型化し、精度を高めて威力を低減させていたと述べている。^[190]これは、米国の兵器庫で最も多かった物理パッケージを評価する際に見られるもので、1960年代にはB28とW31であったが、1970年代の50 Kt W68、100 Kt W76 、そして1980年代にはB61の大量生産により、どちらも急速に目立たなくなった。^[191]慣性誘導や正確なGPSナビゲーションなどの進歩によって可能になったこの小型化の傾向は、小型化によって得られる同等のメガトン数の物理学を活用したいという願望など、さまざまな要因によって動機づけられたものである。核の冬に関する最も一般的な論文である1983年のTTAPS論文では、各弾頭が約1メガトンのエネルギーを持つICBMサイトに対する3000メガトンの反撃攻撃について説明していましたが、発表後間もなく、ミシガン州立大学のマイケル・アルトフェルドとペンシルベニア州立大学の政治学者スティーブン・チンバラは、当時すでに開発・配備されていたより小型で精度の高い弾頭（W76など）とより低い爆発高度を組み合わせれば、合計でわずか3メガトンのエネルギーを消費するだけで同じ反撃攻撃を行うことができると主張しました。彼らはさらに、核の冬のモデルが現実を反映していることを証明すれば、たとえ火災が発生しやすい地域が標的リストに含まれていたとしても、地表爆発のような低い溶融高度では地形による遮蔽や建物の影により燃焼熱線の範囲が制限されるため、気候の冷却ははるかに少なくなるだろうとしている。 ^{[192]また、}空中爆発に比べてはるかに局所的な放射性降下物を一時的に吹き飛ばすことになる。起爆 – 強化されていない標的に対する標準的な使用方法。

この論理は、1984年に当初機密扱いされていた機関間情報評価にも同様に反映されており、核の冬の可能性に備えるために、標的計画者は、爆発力、爆発の高さ、爆発のタイミング、煙の量を減らすための他の要因とともに、標的の可燃性も考慮する必要があると示唆している。^{[190]したがって、地表および}地中爆発の起爆装置を使用して熱放射の範囲を狭め、標的の火災の危険性を制限しようとすると、空中爆発モードで核兵器が起爆されたときに生成される比較的希薄な地球規模の放射性降下物とは対照的に、地表爆発後に生成されるはるかに集中した、したがってより致命的な局所的な放射性降下物が形成されるというシナリオにつながる。^{[192] [199]}

アルトフェルトとチンバラはまた、サガンらの見解に反して、核の冬が起こる可能性を信じることは実際には核戦争の可能性を高めると主張した。なぜなら、それは既存の傾向に従って、より正確で、さらに低い爆発力の核兵器の開発へと向かうさらなる動機となるからである。 ^[197]冬仮説によれば、当時冷戦で考えられていた数メガトンの爆発力を持つ戦略核兵器を、より戦術核兵器に近い爆発力を持つ兵器、例えば強固な核地球貫通体（RNEP）に置き換えることで、核の冬の可能性に対する防衛力が得られるであろう。当時、ほとんど概念的であったRNEPの後者の能力は、影響力のある核戦争アナリストのアルバート・ウォルシュテッターによって具体的に引用されている。^[200]戦術核兵器は、規模の小さい方では、その威力が大型の通常兵器と重なるため、「通常兵器と核兵器の区別を曖昧にする」とみなされることが多く、紛争において「より容易に」使用される見通しとなっている。^{[201] [202]}

2000年にミハイル・ゴルバチョフ（1985年から1991年までソ連の指導者）とのインタビューで、次のような発言が彼に投げかけられた。「1980年代、あなたは核兵器の前例のない危険性について警告し、軍拡競争を逆転させるために非常に大胆な措置を講じました」。これに対しゴルバチョフは「ロシアとアメリカの科学者が作成したモデルは、核戦争が核の冬をもたらし、地球上のすべての生命に極めて破壊的な影響を与えることを示していました。その知識は、名誉と道徳心のある私たちにとって、そのような状況で行動するための大きな刺激となりました」と答えた。^[203]

しかし、1984年の米国政府機関間情報評価では、この仮説は科学的に説得力がないとして、はるかに懐疑的で慎重なアプローチをとっている。報告書は、ソ連の核政策は、高投射重量の SS-18ミサイルの配備など、戦略的な核態勢を維持することであり、核軍拡競争における米国の部分を精査するなど、プロパガンダ目的でこの仮説を利用しようとするだけだと予測した。さらに、ソ連当局が核の冬を真剣に受け止め始めた場合、その影響が軍事ドクトリンを弱体化させるため、この仮説の科学的証明に非常に高い基準を要求するだろうという信念を表明している。この科学的証明のレベルは、おそらく現場での実験なしには達成できないだろう。^[204]この文書の編集されていない部分は、ソ連の民間防衛食糧備蓄の大幅な増加は、核の冬がソ連の上層部の考え方に影響を与え始めた初期の兆候かもしれないという示唆で終わっている。^[190]

1985年、タイム誌は「核の冬仮説は、米国と欧州の反核団体に米国の軍備増強に対する新たな弾薬を与えるためにモスクワが推進したのではないかという西側の一部科学者の疑念」を指摘した。 ^[205] 1985年、米国上院は核の冬に関する科学と政治について議論するために会合を開いた。議会公聴会で、影響力のあるアナリストのレオン・グーレは、ソ連は独自の研究結果を出すのではなく、単に西側の報告を繰り返しただけかもしれないという証拠を提示した。グーレは、ソ連の核戦争に関する研究と議論は、ソ連指導部の実際の意見を反映するものではなく、ソ連の政治的アジェンダにのみ役立つ可能性があると仮説を立てた。^[206]

1986年、国防原子力庁の文書「 1984年から1986年までのソ連の核の冬に関する研究と利用の最新情報」は、核の冬現象に関する最小限の[パブリックドメイン]研究の貢献とソ連のプロパガンダ利用を記録した。^[207]

ソ連が核戦争の火災や大気への影響をいつからモデル化し始めたのかについては疑問が残る。元ソ連諜報員セルゲイ・トレチャコフは、ユーリ・アンドロポフの指示の下、KGBがNATOのパーシングIIミサイルの配備を阻止するために「核の冬」という概念を発明したと主張した。彼らは、ソ連科学アカデミーのゲオルギー・ゴリツィン、ニキータ・モイセーエフ、ウラジミール・アレクサンドロフによる核戦争の気候への影響に関する偽の「終末報告」に基づいた偽情報を平和団体、環境保護運動団体、雑誌アンビオに流したと言われている。 ^[208]ソ連が核の冬仮説をプロパガンダ目的で利用したことは認められているが、^[207]トレチャコフの主張である、KGBがアンビオ誌に偽情報を流したという主張は、ポール・クルッツェンとジョン・バークスが1982年に論文「真昼の黄昏」を発表した雑誌であるが、2009年現在では裏付けられていない。^{[100] 2009年に}国家安全保障アーカイブが行ったインタビューで、ヴィタリー・ニコラエヴィッチ・ツィギチコ（ソ連科学アカデミーの上級分析官で軍事数学モデル作成者）は、ソ連の軍事分析官は米国の科学者より何年も前に「核の冬」というアイデアについて議論していたが、正確にはその用語を使用していなかったと述べた。^{[209][update]}

核の冬が避けられない場合、その潜在的な被害を緩和するための解決策が数多く提案されている。この問題は両極から取り組まれている。解決策の中には、火災の拡大を防ぎ、成層圏に到達する煙の量を制限することに焦点を当てているものもあれば、核の冬モデルの最悪のケースの分析結果が正確であることが証明され、他の緩和戦略が採用されないという前提で、日光を減らして食料生産に焦点を当てているものもある。

1967年の報告書には、核爆発による火災に液体窒素、ドライアイス、水を適用するさまざまな方法が含まれていました。^{[210]この報告書では、可燃物を爆破して}防火帯を作り、火災の拡大を食い止めようと検討されていました。核兵器を使用する可能性もあり、予防的な危険軽減焼却も使用されました。報告書によると、調査された最も有望な技術の1つは、発達し安定した火災嵐の上を通過する大規模火災の雷雲やその他の雲の種まきから 雨を降らせることでした。

著書「どんな状況でもすべての人に食料を供給する」では、核の冬という最悪のシナリオが予測される中、著者らはさまざまな非従来型の食料の可能性を提示している。これには、天然ガスを分解する細菌（最もよく知られているのはメチロコッカス・カプスラタス）があり、これは現在、養殖の飼料として使用されている。^[211] 樹皮パン（食用の樹皮を使った長年の飢餓の食料で、小氷期のスカンジナビアの歴史の一部である）、日光が当たらず湿った木材に直接生えるハチミツ菌などのキノコ栽培の増加、 ^[212]木材やセルロース系バイオ燃料生産のバリエーション（通常は、アルコール生成の最終段階の前に、食用ではないセルロースから食用の糖類やキシリトールを中間生成物として既に生成している）などがある。^{[213] [214]}本の著者の一人である機械技術者のデイビッド・デンケンバーガーは、キノコは理論的には3年間すべての人を養うことができると述べている。海藻はキノコと同様に、低照度条件でも生育できる。タンポポや木の葉はビタミンCを、バクテリアはビタミンEを供給する可能性がある。ジャガイモなどのより伝統的な寒冷地作物は、赤道でも十分な日光を得られるため、栽培が可能である可能性がある。^[215]

核の冬を乗り切るために、文明の一部に食糧を供給するには、事態発生前に大規模な食糧備蓄を済ませておく必要がある。高高度の紫外線や放射性同位元素を緩和するため、こうした備蓄は地下や高所、赤道付近に設置する必要がある。また、備蓄は最初の大惨事を生き延びる可能性が最も高い住民の近くに設置する必要がある。考慮すべき点の 1 つは、誰が備蓄を後援するかである。「備蓄を後援できる最も有能な人々 (つまり、大惨事前の富裕層) と備蓄を最も活用できる人々 (大惨事前の農村部の貧困層) の間には不一致があるかもしれない。」^[216]世界の小麦の年間最小備蓄量は約 2 か月である。^[217]

「核の冬」という名前にもかかわらず、核現象はモデル化された気候効果を生み出すのに必ずしも必要ではない。^{[17] [31]}大気中の二酸化炭素濃度が倍増した結果、地表温度が少なくとも2℃上昇するという地球温暖化予測に対する迅速かつ安価な解決策を見つけるために_、太陽放射管理（気候工学の一形態）を通じて、根本的な核の冬効果がおそらく潜在的可能性を秘めていると考えられてきた。火山の冬の影響を近似するために成層圏に硫黄化合物を注入するというより一般的な提案の他に、特定の種類のすす粒子を放出するなど他の化学物質を注入して軽度の「核の冬」状態を作り出すことが、ポール・クルッツェンらによって提案されている。^{[218] [219]}閾値「核の冬」コンピュータモデル^{[3] [14]}によれば、1～5テラグラムの火災嵐によって生成された煤^[30]が下層成層圏に注入されると、反温室効果により、成層圏は加熱されるが下層対流圏は冷却され、2～3年間で1.25℃の冷却効果が生じるとモデル化されている。そして10年後、平均気温は煤注入前よりも0.5℃低いままである。^[14]

「核の冬」と同様の気候的影響は、歴史上の超巨大火山の噴火でも発生しており、硫酸エアロゾルが成層圏まで高く噴き上がり、火山の冬として知られている。^[223]大気中の煙（短波吸収）の影響は「反温室効果」と呼ばれることもあり、これによく似たのがタイタンのもやのかかった大気である。ポラック、トゥーンらは、1980年代後半、核の冬研究の初期の段階と同時期に、タイタンの気候モデルの開発に携わっていた。^[224]

同様に、絶滅レベルの彗星や小惑星の衝突も、大量の微細な岩石の粉塵を粉砕して衝突の冬をもたらしたと考えられている。この粉砕された岩石は、硫酸塩を含む岩石が衝突で打撃を受けて空高く舞い上がると「火山の冬」効果も生み出す可能性がある。 ^{[225]また、「核の冬」効果も生み出す可能性がある。これは、より重い岩石の}噴出物の熱が地域的、場合によっては地球規模の森林火災を引き起こす可能性がある。^{[226] [227]}

この地球規模の「衝突による火災嵐」仮説は、当初ウェンディ・ウォルバック、H・ジェイ・メロッシュ、オーウェン・トゥーンによって支持されたもので、大規模な衝突の結果、生成された砂粒大の噴出物が隕石のように大気圏 に再突入し、上空に地球規模の熱い破片の毛布を形成し、数分間から数時間にわたって空全体が真っ赤になり、それによって熱帯雨林を含む地上の炭素質物質の全在庫が燃え尽きる可能性があることを示唆している。^{[228] [229]}この仮説は、白亜紀-古第三紀絶滅事件の深刻さを説明する手段として提案されている。絶滅を引き起こした幅約10kmの小惑星の地球衝突は、最初の衝突のエネルギー放出だけでは絶滅レベルを引き起こすほどのエネルギーがなかったと考えられているからである。

しかし、世界的な火災嵐の冬は、近年（2003年から2013年）クレア・ベルチャー^{[228] [ 230] [231]、}タマラ・ゴールディン^{[232] [233] [234]}、そして当初この仮説を支持していたメロッシュ^{[235] [236]}によって疑問視されており、この再評価はベルチャーによって「白亜紀-古第三紀火災嵐論争」と呼ばれています。^[228]

これらの科学者が論争で提起した問題は、イリジウムを多く含む微粒子の小惑星の塵の層の横にある堆積物に含まれる煤の量が少ないと認識されていること、再突入した噴出物の量が大気を完全に覆っていたかどうか、もしそうなら、再突入時の加熱の期間とプロファイル、それが高熱の熱パルスだったのか、それともより長く続き、したがってより焼夷的な「オーブン」加熱だったのか、^{[235]そして最後に、}暗闇の中を飛行していた最初の流星の波の冷却による「自己遮蔽効果」が、後の流星の波によって地上で受けた総熱を減らすのにどれだけ貢献したかである。^[228]

白亜紀は高酸素濃度の時代であり、その濃度は現在よりも高かったこともあり、2013年にオーウェン・トゥーンらは、この仮説の再評価に批判的であった。^[229]

この時期の地質学的堆積物記録における煤が、当時存在していた生きた植物や化石燃料からどの程度の割合で寄与しているかを正確に突き止めることは困難であり、^[237]隕石の衝突によって直接発火した物質の割合を特定することが難しいのとほぼ同じである。

• 1883 年のクラカタウ火山の噴火により、硫酸塩の放出により 2 年間にわたり地球の温度が約 1ケルビン低下しました。
• ダルトン極小期（1790 年から 1830 年）は、太陽活動が極小期にまで長期化した期間で、地球が受ける日射量が低下しました。
• 終末装置
• 地球規模の暗化、すなわち、さまざまな発生源からのエアロゾルの大気中への注入による地上日射量の地球規模の減少。
• 衝撃の冬
• ラキ火山は1783年にアイスランドの火山で噴火し、1～2年間大陸の局所的な寒冷化を引き起こした。
• 核兵器保有国リスト
• 小氷期は、16世紀から19世紀にかけての気温の低い時期で、 1645年から1715年にかけての太陽活動のマウンダー極小期と部分的に重なります。
• 核飢餓
• 核による大虐殺
• 核テロ
• トバ大災害説は、インドネシアのトバにある火山の噴火によって生じた火山の冬が、約8万年前に人類の人口ボトルネックを作ったとする物議を醸している仮説である。
• 火山の冬
• 夏のない年、1816年、タンボラ島の火山噴火によって生じた。
• ヤンガードリアス衝突仮説は、衝突と火災が最終氷河期を引き起こしたとする物議を醸す仮説です。

• 8日目- 核の冬ドキュメンタリー（1984年）はBBCによって撮影され、インターネットの動画ホスティングウェブサイトで公開されています。この仮説の台頭を記録し、この主題に関する初期の論文を発表した著名な科学者への長時間のインタビューを収録しています。^[238]

• 『冷たさと闇：核戦争後の世界』：カール・セーガンが 1983 年に共著した TTAPS 研究に続いて 1984 年に共著した本。
• スレッド:カール・セーガンがアドバイザーとして参加した1984 年のドキュメンタリードラマ。この映画は核の冬を描いた初めての作品です。
• 誰も考えなかった道：核の冬と軍備拡張競争の終焉：リチャード・P・ターコとカール・セーガンが1990年に出版した本。核の冬仮説を説明し、それに基づいて核軍縮を主張している。^[239]
• 「核の冬」は、現代の世界における核の冬の恐怖を描いた、Retro Reportによるミニドキュメンタリーです。

• 地球百科事典、核の冬 主執筆者: アラン・ロボック。最終更新日: 2008 年 7 月 31 日
• 核の冬のシミュレーションアニメーション
• アラン・ロボックによる地域核紛争の気候的影響に関する研究