“核冬天”是關于全球氣候變化的理論，它預測了一場大規模核戰爭可能產生的氣候災難。核冬天理論認為：當使用大量的核武器，特別是對城市這樣的易燃目標使用核武器，會讓大量的煙和煤煙進入地球的大氣層，這將可能導致非常寒冷的天氣。北半球
“核冬天”理論意味著核戰爭不僅使交戰雙方遭到同樣后果，而且會給全世界帶來毀滅性的大災難，威脅別國的核武器同樣也威脅著自己。這就涉及核裁軍等一系列國際政治問題，對各國的核戰略會有一定的影響。
“核冬天”的理論提出后，立即受到了美、蘇等國家的重視，擬定了進一步研究的計劃，在意大利舉行的兩屆“關于核戰爭的國際討論會”上，對此進行了專題討論，并達成合作協議，交流有關核戰爭對人類和環境影響的信息。
科學界對“核冬天”理論也存在分歧，對“核冬天”的嚴重程度、影響范圍、持續時間有不同的看法。在1986-1988年間，科學家們采用了更合理的參數，減少了簡化和近似，計算出的溫度下降量大大減少。“核冬天”變成“核秋天”。但即便如此，全世界的糧食和其他農作物仍會因溫度下降而大幅度減產，造成世界范圍的饑荒，預期的后果仍是很嚴重的。
現狀
2000年，米哈伊爾·戈爾巴喬夫說：“俄羅斯和美國科學家建立的模型顯示，核戰爭會導致核冬天的出現，極大地危害地球上所有的生命；因此，這一信息對我們，對于自尊、正直的人們來說，是一個巨大的沖擊，促使我們采取行動。
最新分析表明，即使是小型戰爭也會帶來類似的全球性災難。例如，印度和巴基斯坦發生核戰爭會導致足夠可怕的后果，如果在工業城市和工業區投放一百枚核彈（僅占全球25，000枚核彈頭的0.4%），就會產生足夠的煙塵，導致全球農業癱瘓，而即使在地理上遠離沖突的國家也一樣會備受其害。
核爆炸點燃的大火將使濃煙在兩天之內通過對流層。太陽將加熱這些微小的粒子，使得它們上升至平流層，由于平流層從來不會發生降水，因此，粒子在平流層中覆蓋地球表面的時間就將達到10年之久。
機理與發展
過去人們以為核大戰僅僅使核爆炸地區造成大量的傷亡和破壞，但是有研究表明，核戰爭遺留下的后果可能比核爆炸本身更加危險。這些研究考慮了因核爆炸而騰升的大量塵埃和核燃燒所產生的濃重煙霧對全球氣候的可能影響。粗略計算發現， 將有數億公噸的煙霧釋放到大氣中。陽光將被這些煙霧所吸收和阻擋， 在北半球的廣闊地區造成“黃昏式的中午”。
機理
核冬天是指核爆炸后，巨大的能量將煙塵和微粒注入大氣，導致高層大氣溫度升高，地表溫度下降，產生與溫室效應相反的作用，進而使地表呈現出如嚴寒冬天般的景觀。當核爆炸使得大量的煙塵注入大氣。有的甚至高達12千米以上進入平流層。由于核爆炸所產生的煙塵微粒大部分的直徑都小于1 微米，而紅外波長約為10 微米，也就是說它們的平均直徑要小于紅外波長，它們能在高空停留數天乃至一年以上，它們對從太陽的可見光輻射吸收力較強，而對地面向外的紅外光輻射的吸收力較弱，因此導致高層大氣升溫，地表溫度下降。
發展
卡爾·薩根長期從事太空氣象研究。早在1971年，美國“水手9號”宇宙探測器進入火星軌道后，發回了火星被其風暴掀起的塵埃所遮蓋的照片，就引起了卡爾·薩根的注意，并對這一現象進行了連續3個月的跟蹤監測。結果發現，升到火星上層大氣中的這些塵埃能大量吸收陽光，并使這一層的大氣加熱，而火星表面則變得黑暗不清，溫度很低。
1983年初，當卡爾。薩根從瑞典《環境》雜志上看到《核戰爭后的大氣層：昏暗的中午》論文后，思維豁然開朗，這一問題與他的研究成果相結合，具有重大的潛在意義和深遠影響。由于問題重大，他又感到個人力量之不足，于是，他迅速會同美國航空航天局的另外四位著名科學家：科特，圖恩，阿科曼，波拉克，組成小組，利用物理模型，核戰爭模型，就一場大規模核戰爭產生的煙云和塵埃對地球大氣的影響進行了全面深入的研究。小組五位科學家，經過一年半的努力，初步攻克了這一課題。
1983年10月31日，在華盛頓哥倫比亞特區召開了"核戰爭以后的世界－－關于核戰爭帶來的長期的全球性生物學后果討論會"，有蘇美等近20個國家的500名正式代表參加。與會代表中有科學家，各國的外交使節和官員以及來自美國各地的政府官員，教育學家，環境問題專家，企業界領導人，外交政策制定者和軍界頭面人物。會上。小組聯名宣講了他們的學術報告，題目是《核冬天：大量核爆炸造成的嚴重后果》。會議還安排了一個90分鐘的電視節目，即與由著名的蘇聯科學家組成的小組進行電視對話。蘇聯人的研究結果證實了美國科學家的觀點。在這個劃時代的華盛頓會議之后，又有許多詳細的研究工作證實了，兀'小組的計算結果是正確的，地球上的生命正面臨著核冬天的嚴重威脅。這篇報合后來公開刊登在美國1983年12月23日出版的《科學》雜志上。
影響與后果
1.在每一個核爆炸地點上空，都會騰起一股巨大的由塵土和煙灰構成的柱狀云團。這股云團上升到大氣層5～10英里乃至更高的地方，然后沿著水平方向四處擴散，很像暴風雨來臨前的“鐵鉆”狀積雨云，接著又合攏到一塊。核打擊次日的清晨將沒有黎明，中午時分天空仍會一片漆黑，這種黑暗將持續若干星期。在此期間，氣溫將日復一日地下降。在大陸內地，氣溫總計可能下降40℃（72F），這足以變夏日為冬日，變冬日為北極的冰天雪地。至于在沿海地區，例如在英國大部分地區，氣溫下降會少得多，可能只下降15℃（27F）。這是由于海洋溫室效應的緣故。但即便如此，沿海地區氣溫的變化也足以變夏季為冬季了。要知道在正常情況下，英國四季的氣溫差本來就不像大陸性氣候那樣明顯，這當然也是出于海洋溫室效應的作用。
2.這種黑暗與致命的霜凍，再加上來自放射性塵埃的高劑量輻射，會嚴重地毀滅地球上這個地區的植物。嚴寒、高劑量輻射、工業、醫療、運輸設施被廣泛破壞，再加上食品和農作物的短缺，將會導致因饑荒、輻射和疾病引起的人類大規模死亡。科學家還認為爆炸產生的氮氧化物將破壞臭氧層。科學家已經在熱核爆炸實驗中觀察到了這種此前未曾預料過的效應。由于臭氧層的再生，這種效應會被削弱了。但是一場全面核戰爭的效應，毫無疑問將會更加巨大。臭氧耗盡（以及隨之而來的紫外線輻射增加）的次生效應將非常顯著，它會對人類多種主要農作物產生影響，也會通過殺死浮游生物而毀壞海洋食物鏈。
3.核冬天的現象會使太陽光長時間地被遮擋住，造成全球性氣候變化，使地球處于黑暗和嚴寒之中，動植物瀕臨滅絕，甚至會嚴重威脅到人類生存。有科學家進行過考證，一顆小行星大約在六七千萬年以前突然撞擊地球，引發了爆炸。頓時，地動山搖，山崩地裂，火焰沖天，整個地球處于一片昏暗之中，煙塵滾滾，久久不散。由于大量煙塵持久地遮擋陽光，使地球氣溫陡然下降，進入了一個漫長而寒冷的冬天，茂密的植被大部凍死，恐龍等生物和動物遭到滅頂之災。
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