Hiver nucléaire
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Un hiver nucléaire est un état climatique global, hypothétique, prédit comme pouvant être le résultat d'une guerre nucléaire massive, du réveil d'un ou de plusieurs Supervolcans (Détroit de la Sonde 535), d'un impact de météorite de haute densité (on parle alors plutôt d'« hiver d'impact ») ou bien des conséquences cumulées de plusieurs de ces facteurs.
Dans le cas d'explosions d'armes nucléaires on pense que des conditions météorologiques extrêmement froides pourraient être causées par l'explosion d'un nombre suffisant de bombes, spécifiquement au dessus de cibles facilement inflammables comme les villes, où de grandes quantités de fumée et de cendres seraient alors injectées dans l'atmosphère terrestre.
Cette couche de particules réduirait de manière significative la quantité de rayonnement solaire atteignant la surface (Un assombrissement global et durable), et pourrait potentiellement rester présente dans la stratosphère pendant des semaines, voire des années (la fumée et les cendres générées par la combustion de plastiques ou de carburants à base de pétrole absorbent bien plus fortement la lumière du soleil que la fumée générée par la combustion de bois). La fumée et les cendres seraient alors transportées par les puissants vents d'ouest en est, formant ainsi une ceinture de particules encerclant l'hémisphère nord entre 30 et 60 degrés de latitude. Ces épais nuages noirs pourraient bloquer la plus grande partie de la lumière solaire pendant une période de plusieurs semaines, provoquant ainsi une baisse des températures à la surface d'une vingtaine de degrés Celsius.
La combinaison de l'obscurité, des froids glaciaires, et des fortes doses de radiations provenant des retombées nucléaires, provoquerait d'énormes dommages à la vie dans la région touchée. Les températures extrêmes, le haut niveau de radiation, et la destruction des infrastructures industrielles, médicales et de transport, sans compter la perte des réserves de nourriture et des cultures, engendreraient un nombre de morts catastrophique, à cause de la famine, de l'exposition aux radiations et des maladies. On pense aussi que les oxydes d'azote générés par les explosions dégraderaient la couche d'ozone, comme on a pu l'observer lors des premières explosions thermonucléaires, qui eurent des effets inattendus sur la couche d'ozone. Ces effets ont depuis été un peu amoindris par la régénération de l'ozone, mais une guerre nucléaire à grande échelle aurait certainement des effets bien plus puissants. Des effets secondaires dus à la perte de la couche d'ozone (et à la forte élévation en rayonnements ultraviolets qui en résulterait) apparaîtraient alors, avec des impacts sur la survie de la plupart des cultures agricoles humaines, sans compter la rupture des chaînes alimentaires de l'océan (rupture provoquée par la disparition du phytoplancton).
Un effort de prédiction des effets météorologiques d'une guerre nucléaire de grande envergure a été apporté en 1983 par l'étude américaine « TTAPS » (initiales de ses auteurs, R.P. Turco, O.B. Toon, T.P. Ackerman, J.B. Pollack et Carl Sagan). Les auteurs se sont inspirés pour leur étude des effets de refroidissement provoqués par les tempêtes de poussière sur Mars, et pour effectuer leur modélisation ils ont utilisé un modèle simplifié à deux dimensions de l'atmosphère terrestre, en supposant que les conditions à une latitude donnée sont constantes.
Le consensus, basé sur des calculs plus sophistiqués, est que le modèle de l'étude TTAPS surestime probablement le degré du refroidissement, bien que la quantité de cette surestimation ne soit pas bien définie. Bien qu'il soit certain qu'une guerre nucléaire serait sans aucun doute dévastatrice, le degré des dommages imposés à la Terre en général reste sujet à controverse.
