R.P. Turco, O.B. Toon, T.P. Ackerman, J.B. Pollack ja Carl Sagan (jäljempänä TTAPS) julkaisivat vuonna 1983 artikkelin ”Ydinsodan globaalit ilmakehän seuraukset” (Global Atmospheric Consequences of Nuclear War), johon ydintalven teoria perustuu.
Teorian mukaan ydinräjähdykset laukaisevat tulimyrskyn monien kaupunkien ja metsien ylle, jotka ovat ampumaradalla. Näistä tulipaloista lähtevät suuret savu-, noki- ja pölypilvet kohoaisivat ilmaan, ja niiden oma kuumeneminen nostaisi ne korkeuksiin, joissa ne voisivat ajelehtia viikkoja ennen kuin ne putoaisivat takaisin tai huuhtoutuisivat ilmakehästä maan pinnalle. Voimakkaat länsi-itäsuuntaiset tuulet kuljettavat useita satoja miljoonia tonneja tätä savua ja nokea, kunnes ne muodostaisivat yhtenäisen hiukkasvyöhykkeen pohjoisen pallonpuoliskon ympärille.
Nämä paksut mustat pilvet voisivat peittää auringon valon murto-osaa lukuun ottamatta jopa useiden viikkojen ajaksi. Puolihämärän, tappavien pakkasten ja pakkaslukemien olosuhteet yhdistettynä ydinlaskeuman aiheuttamiin suuriin säteilyannoksiin keskeyttäisivät kasvien fotosynteesin ja voisivat siten tuhota suuren osan maapallon kasvillisuudesta ja eläimistöstä. Äärimmäinen kylmyys, korkeat säteilytasot ja laajalle levinnyt teollisten, lääketieteellisten ja kuljetusinfrastruktuurien sekä elintarvikevarastojen ja viljelykasvien tuhoutuminen aiheuttaisivat valtavan määrän kuolemantapauksia nälänhädän, altistumisen ja tautien vuoksi.
Ei ole varmaa, että ydinsota aiheuttaisi ydintalven vaikutuksen. Se on kuitenkin edelleen mahdollista, ja TTAPS-tutkimuksessa todettiin: ”…Homo Sapiensin sukupuuttoon kuolemisen mahdollisuutta ei voida sulkea pois.”