核冬天是否只存在于假说中？
要说清楚这个问题，咱们得先把“核冬天”这回事儿掰扯明白。简单来说，核冬天是指在发生大规模核战争后，地球大气层中会充斥着大量的烟尘和火山灰，这些遮蔽物会阻挡阳光照射到地表，导致全球气温骤降，气候剧变，就像进入了一个漫长的、黑暗的冬天。
那么，这究竟是不是真的会发生，或者说有多大的可能性发生呢？这就要从科学的逻辑链条来看了。
首先，大规模核战争的假设。虽然我们极力避免，但人类历史上确实发生过两次原子弹爆炸，也曾处于冷战的剑拔弩张之中。所以，大规模核战争的可能性，尽管在我们和平年代看来遥远，但在地缘政治紧张时，它并不是一个完全不存在的变量。
其次，核爆炸会带来什么？现代核武器的威力远超当年的原子弹，而且一次战争中使用的核弹数量可能非常庞大。关键在于，核爆炸的巨大能量不仅会直接摧毁目标区域，更重要的是，它会引发大规模的火灾。尤其是当核弹命中城市、工业区，甚至是森林时，那种火势的规模是我们难以想象的。
然后，这些火灾会产生什么？大量的烟尘、黑碳颗粒（燃烧不充分的产物）会被卷入大气层。这些微小的颗粒，特别是黑碳，有个特性，就是能够高效地吸收阳光。它们会像一个巨大的遮阳伞，悬浮在高空，阻止阳光穿透。
接下来，关键一步来了：这些烟尘颗粒能到达多高？根据科学家的模型分析，如果核战争发生在人口密集、拥有大量易燃物的地区（比如城市），产生的火灾会非常猛烈，会产生强大的热对流，将烟尘和黑碳颗粒一路“推”到平流层。平流层，大概是在一万米到五万米的高度，这个区域的大气非常稳定，颗粒在这里可以停留很长时间，短则几个月，长则几年甚至十几年。
一旦烟尘颗粒在平流层“安家落户”，就会开始发挥它们“遮阳伞”的作用了。阳光被吸收和散射，到达地表的能量就会大大减少。地表温度必然随之下降。下降多少，能持续多久，这就取决于核战争的规模、地点以及产生的烟尘总量和成分。
早期的核冬天模型，例如80年代的苏联科学家和美国科学家都做过相关研究，他们计算过如果使用一定数量的核弹，会产生多少烟尘，这些烟尘能将地表温度降低到什么程度。有些模型显示，全球平均气温可能会下降十几甚至几十摄氏度，而且这种寒冷会持续数年。这对于农业生产来说是毁灭性的，会导致粮食歉收，饥荒蔓延。
这就是“核冬天”这个假说的科学基础：它不是凭空想象，而是基于物理学、气象学、化学等学科的知识，通过计算机模型模拟核战争可能产生的后果。
那么，为什么说它“只存在于假说中”呢？主要有以下几个原因：
缺乏直接证据： 我们没有经历过大规模的核战争，所以没有直接的观测数据来证明核冬天确实会发生，以及发生的具体程度。一切都建立在推测和模拟之上。
模型的不确定性： 尽管科学模型在不断进步，但模拟如此复杂的全球性事件仍然存在很多不确定性。例如，火灾的规模、烟尘的上升高度、颗粒的吸收和散射效率、大气环流的变化等等，这些都会影响最终结果。不同的模型可能会得出不同的结论。
“核冬日”与“核秋日”的争论： 一些科学家认为，即使发生核战争，烟尘造成的全球降温可能没有早期模型预测的那么极端，不会是真正的“冬天”，而更像是一种“核秋日”或者短暂的“核夏天”的结束。他们认为，早期模型可能夸大了烟尘的持久性和影响。但即便如此，这种局部的气候变化和对农业的影响也足以造成巨大的灾难。
科技进步与核武库变化： 随着核武器技术的发展和核战略的变化，人们对核战争的形态和影响也有了新的认识。例如，有人认为更集中的“战术核武器”使用可能比大规模战略核武器交换造成的烟尘要少一些，但仍然可能引发局部或区域性的气候恶化。
所以，与其说“只存在于假说中”，不如说它是一个基于科学推演的“潜在风险”。它是一个警示，提醒我们大规模核战争将带来的灾难性后果，不仅仅是直接的毁灭，还包括对地球气候和生态系统的长期破坏。
科学研究的意义就在于此，它通过模拟和分析，帮助我们预见可能发生的危险，即使这些危险尚未发生，或者我们希望它们永远不要发生。核冬天这个假说，正是科学界对人类自毁能力的一种警示和反思。它的存在，是为了让我们更加珍惜和平，避免那个可能到来的、寒冷而黑暗的世界。
网友意见
核冬天理论出现其实很多年了，最近热播的电视剧庆余年的时代背景还正是起源于21世纪的一场核战争产生的核冬天，地球不再适宜人类居住。
其实核冬天理论在很多时候被认为是核恐怖的一部分。我查了一些资料，结合自己的一些专业知识和理解，我对为核冬天这个理论的态度是：
有可能，但是对已有的研究和预测将信将疑。
首先看看核冬天理论的开山之作，1983年发表于《Science》的《Nuclear Winter: Global Consequences of Multiple Nuclear Explosions》。
P.Crutzen 和J.BirKs(1982)在《核战争后的大气：浑沌的正午》一文中指出：多枚核弹爆炸产生的滚滚浓烟，能在长达数周或更长的时间内截断北半球大部分地面的阳光，进而引起半球尺度的气候变化。他俩首次论证了这种重大环境影响，但尚不曾将此次现象上升到出现核冬天的程度。
此后，美国的R.P.Turco, O.B.Toon, T.P.Ackerrman, D.Pollack和 C.Sagan研究小组，简称TTAPS小组（1983，1984）全面系统地研究了大规模核战争的气候后果问题，相继发表了《大量核爆炸造成的全球性后果》和《核战争后的气候后果》两篇文章。核冬天的问题就此被提出来。核冬天理论也是由上述五位学者正式提出来的。
认为假如在空中有足够多的烟和微尘上升到对流层中上层，并且维持一定的时间，就能使整个地球处于寒冷和黑暗之中。
TTAPS小组将核战争按照爆炸当量和高度，城市或者郊区的爆炸弹头总数以及其当量分成了40类。上表列出了具有代表性的几类。选取5000百万吨级为基本型，其烟总量达到了225百万吨，不过后来美国国家科学院对相关数据进行了修正，以6500百万吨级为基本型，产生烟总量为180百万吨。
地面或附近的核爆炸可通过多种机制产生细小颗粒：（i）排放和分解土壤颗粒（ii）蒸发和成核的岩石和岩石，以及（iii）吹散 清除表面的灰尘和烟雾。
核试验数据的分析表明，每兆吨炸药产量约有1 E5至6 E5吨粉尘被保存在稳定的陆地表面起爆云中。 此外，对收集的核爆云中的粉尘样品进行的大小分析表明，亚微米级组分的含量很高。 地表核爆炸在产生细尘方面可能比火山喷发更为强烈。
核火球发出的强光足以点燃大面积的易燃材料。 广岛和长崎的爆炸都引发了大规模的大火。 爆炸造成的严重破坏地区也被大火烧毁。 评估表明，大多数森林和城市发生核爆后，将发生大火。 北半球有= 4 E7 km2的林地，平均可燃物2.2 g / cm2。 世界上的城市和郊区面积为= 1.5 E6 km2。 占城市总面积5％到10％的中心城市持有10-40 g / cm2的可燃材料，而有的居住区也能达到1-5 g / cm2。
主要的模拟参数：
计算模拟：
1、光学厚度
TTAPS小组根据表中各类核战争的排烟量，用一维辐射-对流模型，将烟云高度取10km，设烟云沿水平方向迅速扩散至各经度，计算得到的半球平均光学厚度τ随着时间变化如下图：
当τ<0.1，认为基本无影响，τ=1时，应予以考虑影响，τ>2时，认为有重大影响。
从图中可以看出，当核爆炸1-2周的时间范围内，τ值大都居于3-6之间。
在基本型的曲线中，可以看出即便是1个月之后，τ值依然在2左右，经过2-3个月，灰尘在光学效果中占主导地位，因为烟尘在很大程度上被雨水和冲蚀物耗尽。
图中的1、2、9和10的τ值趋势模拟表明，在3000到10,000 MT当量之间可能会产生类似的后果。
即使11、12和13的绝对破坏不那么严重，它们的τ值也可以媲美或超过主要火山喷发的危害。
值得关注的是曲线14，在针对城市的核攻击中，只需要100MT当量既可以产生极为严重的光学后果。
2、地面温度
TTAPS小组同样计算了核战争后北半球平均的陆地温度随时间的变化。先看结果图：
从图中可以看出，各类核战争引起的温度下降普遍在3-4周后会达到最大值，普遍低于250K（-23℃）。零度以下的低温会持续数个月之久。
这个模拟结果存在着很大的争议，S.L.ThomPson等人在1984和1986年利用三维大气环流模式都对其进行了大规模修正，TTAPS的计算结果没有考虑地理分辨率的因素，同时也是采用的一维计算模型，存在着极大的不合理型。经过三维考虑地理分辨率的模型修正，同时模拟了烟和微尘被风传输和烟颗粒被降水清楚的过程之后，得到了修正后的结果。
由于海洋热容量很大，与表层水迅速混合，夏季会使陆地面积平均降温值减少约1/2，而冬季因北半球陆地已经非常寒冷，降温值只有上述估算值的1/10.
七月份核爆炸后6-10天，陆地降温月25℃，四月份降低11℃。
三、地面太阳辐射量（光照量）
TTAPS小组模拟计算出的核爆炸后太阳辐射通量随时间的变化情况。
上图中虚线为正常的全球平均静日射。在基本型核战争（5000MT）之后两周或更长的时间，地面太阳的辐射量只有不到正常值的十分之一。
此时的平均亮度甚至低于平常的阴沉天气的亮度（Heavy overcast箭头值）。而图上的17曲线（只考虑微尘）可以看出，北半球有40天左右的平均光照达不到植物光合作用所需的最小光照值（Limit of Photosynthesis箭头值）。而在将近两个月的时间内，平均光照只能够维持植物光合作用所需的最基本值，Compensation point for photosynthesis，光合作用补偿点。
除此之外，大规模核战争排进大气中的烟尘，在最终消除之前，大约10%-30%会在平流层持续数月，其对太阳辐射的削弱不会造成地面明显降温过程，但是会引起其他的气候变化，霜冻，降水中断等，会严重影响农作物正常生长和恢复。
我个人对核冬天理论的将信将疑是源于以下几点：
1、烟尘数量：核爆产生的大火所引燃的可燃物质的数量，仅仅只能是猜想。一次核战争的烟尘量的范围相当宽泛，在0.2-6.5亿吨中间都有可能，没有办法预估到准确的数量，烟尘量在4000万吨以内，烟尘吸收阳光的效应就很微弱了。核爆炸产生的烟尘到底有多少，能喷多高，有多少落下来，有多少留在空中，这些在TTAPS小组的论文中采用了大量的假设，其理论不能认为是成熟且有效度的。
2、大气上空4000米以上就很少有水蒸气的存在了，根本不存在有雨水冲刷烟尘颗粒的机会。再加上太阳热辐射对颗粒运动的影响，自变量参数进一步增多，根本难以预测烟尘在空中的运动表现。
其实我找了文献，大部分都是比较老的文献，在上世纪八九十年代核冬天理论曾经有一段时间比较火热，受到了很多部门和研究人员的关注，近些年来该课题热度下降十分明显。
核冬天应该警惕，但无需成为核恐怖的一部分。
参考文献：
- Crutzen, Paul J.; Birks, John W. (1982). "The Atmosphere After a Nuclear War: Twilight at Noon". Ambio. 11 (2–3): 114.
- Golitsyn, G.S. and Phillips, N.A. WCRP, Possible climatic consequences of a major nuclear war, WCP-113, WMO/TD #99, 1986.
- Turco, R.P.; Toon, O.B.; Ackerman, T.P.; Pollack, J.B.; Sagan, C.(December 23, 1983). "Nuclear Winter: Global Consequences of Multiple Nuclear Explosions". Science. 222 (4630): 1283–92. Bibcode:1983Sci...222.1283T. doi:10.1126/science.222.4630.1283. PMID 17773320. (TTAPS 1983)
- Harwell, Mark A. (November 1984). Nuclear Winter: The Human and Environmental Consequences of Nuclear War. Springer. ISBN 978-0-387-96093-7.
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