Nükleer holokost
Nükleer savaşın etkileri > Nükleer kış

1980'lerin başlarında, bilim adamları nükleer yıkıma uğramış şehirlerde yanan odun, plastik ve petrol yakıtlarından kaynaklanan duman ve isin etkilerini düşünmeye başladılar. Yoğun ısının bu partikülleri haftalarca sürüklenebilecekleri ve güneş ışığının çoğunu engelleyebilecekleri son derece yüksek rakımlara taşıyacağı tahmin ediliyordu. Sözde TTAPS ekibi (Richard P. Turco, Owen Toon, Thomas P. Ackerman, James B. Pollack ve Carl Sagan) tarafından 1983 yılında yapılan dönüm noktası niteliğindeki bir çalışma, bu etkileri modelleyen ilk çalışmaydı ve bu çalışma "nükleer kış" terimini ortaya attı.
Daha yeni araştırmalar, modern küresel dolaşım modellerinden ve 1980'lerdeki araştırmalar için mevcut olandan çok daha fazla bilgisayar gücünden yararlanıyor. 2007'de yapılan bir çalışma, mevcut küresel cephaneliğin ortalama veya büyük bölümlerinin kullanılacağı bir küresel nükleer savaşın sonuçlarını inceledi. Çalışma, hava sıcaklığında ilk iki yaz yetiştirme sezonu boyunca ABD, Avrupa, Rusya ve Çin'in çekirdek tarım bölgelerinin çoğunda yaklaşık 12–20 °C ve Rusya'nın bazı bölgelerinde 35 °C'ye kadar soğuma olacağını buldu. Bulunan değişiklikler daha önce düşünülenden çok daha uzun süreliydi çünkü yeni model, kurum aerosollerinin çökelmenin meydana gelmediği, bu nedenle aerosollerin havadan temizlenme süresinin yaklaşık 10 yıl olduğu üst stratosfere girişini daha iyi gösteriyordu. Ek olarak araştırmacılar, küresel soğumanın küresel hidrolojik döngünün zayıflamasına neden olacağını ve küresel yağışları yaklaşık %45 oranında azaltacağını buldular.
Araştırmacılar nükleer kışın tarıma etkilerini derinlemesine tartışmadılar, ancak bir yıl boyunca gıda üretimi olmayacağını varsayan 1986 tarihli bir araştırmanın "gezegendeki insanların çoğunun o zamana kadar yiyeceksiz kalacağını ve açlıktan öleceğini" öngördüğünü not ettiler ve kendi sonuçlarının "gıda üretiminin yapılmadığı bu sürenin yıllarca uzatılması gerektiğini, bunun da nükleer kışın etkilerini önceden düşünülenden daha kötü hale getirdiğini" gösterdiğini belirttiler.
Yukarıdaki küresel nükleer çatışma araştırmalarının aksine bazı araştırmalar, küçük ölçekli, bölgesel nükleer çatışmaların bile küresel iklimi on yıl veya daha uzun süre bozabileceğini göstermiştir. Astropikal bölgelerdeki iki karşıt ülkenin her birinin büyük nüfuslu merkezlerde 50 Hiroşima büyüklüğünde (her biri yaklaşık 15 kiloton) nükleer silah kullanacağı bölgesel bir nükleer çatışma senaryosunda, araştırmacılar beş milyon ton kadar isin salınacağını ve tahıl yetiştirilen bölgelerin çoğu da dahil olmak üzere Kuzey Amerika ve Avrasya'nın geniş alanlarında birkaç derecelik bir soğuma yaşanacağını tahmin ettiler. Araştırmaya göre bu soğuma yıllarca sürebilir ve bir "felaket" olabilir. Ek olarak analiz, ortalama küresel yağışta %10'luk bir düşüş olabileceğini gösterdi ve en büyük düşüş, muson yağmurlarının gerçekleşmemesi nedeniyle alçak enlemlerde yaşandı.
Bölgesel nükleer çatışmalar, ozon tabakasına da önemli ölçüde zarar verebilir. 2008'de yapılan bir araştırma, bölgesel bir nükleer takasın neredeyse küresel bir ozon deliği yaratabileceğini, insan sağlığı sorunlarını tetikleyebileceğini ve tarımı en az on yıl boyunca etkileyebileceğini keşfetti. Ozon üzerindeki bu etki, rüzgar akımlarını değiştirecek ve ozonu yok eden nitrojen oksitleri çekecek olan üst stratosferdeki kurumun ısı emmesinden kaynaklanacaktı. Bu yüksek sıcaklıklar ve nitrojen oksitler, ozonu her baharda Antarktika'nın üzerindeki ozon deliğinin altında yaşanan aynı tehlikeli seviyelere indirecekti.