Однако нечто похожее на ядерную зиму наша планета уже переживала и ни единожды, так что о последствиях можно рассуждать не только гипотетически. Предположительно, в ходе ядерных бомбардировок, как и при извержении супервулкана (последний такой случай был при извержении вулкана Тамбора в 1816 году), в атмосферу попадёт столько сажи, дыма и пепла, что солнечные лучи не будут достигать земли, а температура воздуха значительно снизится. В результате всё живое на Земле погибнет. Идеи атомной зимы впервые описаны в 1947 году, в научно-фантастическом рассказе Пола Андерсена. Позднее такие теории высказывались советским академиком Георгием Голицыным и американским астрофизиком Карлом Саганом. Гипотезы советского учёного позднее проверили на компьютерной биосферной модели «Гея». В Америке также создавались математические модели по исследованию вероятного влияния последствий ядерной войны на почву и океаны. Результаты исследований показали, что первым последствием ядерных взрывов станет «глобальная ядерная ночь», которая может затянуться на один-три года. В исследованиях рассматривались варианты с суммарной мощностью взрывов в 10 тысяч и 100 тысяч мегатонн. Из-за взрывов в атмосферу попадёт чёрный углерод (главный компонент сажи) в количестве миллионов тонн, а также образуется очень много ядовитого дыма. Если мощность атомных взрывов достигнет 100 мегатонн, то солнечный поток, достигающий поверхности Земли, станет меньше примерно в 400 раз, а самоочищение атмосферы составит до четырёх месяцев. В случае если мощность взрывов не превысит 10 мегатонн, яркость солнечного потока уменьшится лишь в 20 раз, а атмосфера сможет самоочиститься всего за месяц. Климат Земли тогда может измениться очень быстро. Уже спустя 10―12 дней температура над материками повсеместно упадёт более чем на 15 градусов, а кое-где снижение достигнет 30―50 градусов. Однако, при благоприятных условиях, климат может вернуться к норме уже спустя год. В случае локального ядерного конфликта учёные допускают вариант, когда снижение температуры на Земле будет либо точечным, либо повсеместным, но малозначительным, температура упадёт всего на один-два градуса ниже стандартной нормы, что практически не повлияет на жизнь природы и человечества. В случае «ядерной осени» снижение температуры может достигнуть четырёх градусов, что приведёт к многочисленным ураганам, низким урожаям, но не вызовет серьёзных проблем у большей части землян. Если случится «год без лета», то есть Солнце будет закрыто тучами из пепла более, чем несколько месяцев, большая часть растительности рискует погибнуть, что приведёт к гибели диких и домашних животных, а также голоду и эпидемиям среди людей. Вероятно, погибнет не менее 20% населения планеты. В самом худшем случае «ядерная зима» затянется на 10 и более лет. Разумеется, к такому исходу событий подготовиться будет невозможно, ведь запасов продовольствия явно не хватит. При таком раскладе погибнет до 90% населения планеты, а цивилизация ― заметно отступит назад в своём развитии. Если же и спустя 10 лет тучи пепла не рассеются, наступит новый «ледниковый период». Ледяные шапки разрастутся от полюсов, достигая экватора. Мировой океан замёрзнет, а какие-либо живые организмы сохранятся лишь в его глубинах. Вернуться к состоянию, подобному нынешнему планета сможет лишь спустя сотни, а то и тысячи лет. Компьютерное моделирование, выполненное в 2007―2008 годы, показало, что, если сторон конфликта будет всего две, а каждая из них использует не более 50 ядерных бомб, равных по мощности бомбе, сброшенной на Хиросиму высока вероятность «малого ледникового периода». Согласно другой модели, испытанной американскими учёными Турко и Туно, использование ядерных зарядов с общей мощностью в 750 мегатонн (например, в войне между Индией и Пакистаном), привела бы к попаданию в атмосферу более чем 6,6 млн тонн сажи и пепла. Это привело бы к снижению температуры, аналогичному вулканической зиме 1816 года, когда Европа страдала от морозов даже в середине июля. А вот если обмен атомными ударами начнёт происходить между США и Россией, и составит более 4400 зарядов, имеющих мощность свыше мегатонны каждый, в стратосферу попадёт 150 мегатонн пепла и сажи, что приведёт к 50―60% уменьшению количества осадков, а также катастрофическому падению температуры на долгие годы. Важно учесть, что при моделировании последней катастрофы не учитывались последствия наземных взрывов высокой мощности, что должно было привести к огненным смерчам и масштабным пожарам. Это означает, что к общему загрязнению атмосферы ядерным взрывом могли бы добавиться продукты сгорания лесов и созданной людьми инфраструктуры. Критики описанных моделей ядерных войн уверены, что все эти модели делаются исключительно для того, чтобы запугать на селение, а на самом деле не произойдёт ничего страшного. Мол, в период с 1945 по 1998 годы было произведено как минимум две тысячи ядерных испытаний: они выполнялись в воздухе, под землёй и на земле. При этом ядерная зима почему-то не наступила.
