En 1983, R.P. Turco, O.B. Toon, T.P. Ackerman, J.B. Pollack et Carl Sagan (désignés sous le nom de TTAPS) ont publié un article intitulé « Global Atmospheric Consequences of Nuclear War » qui constitue le fondement sur lequel repose la théorie de l’hiver nucléaire.
La théorie stipule que les explosions nucléaires déclencheront des tempêtes de feu sur de nombreuses villes et forêts à portée. De grands panaches de fumée, de suie et de poussière seraient envoyés en altitude par ces incendies, soulevés par leur propre réchauffement jusqu’à de hautes altitudes où ils pourraient dériver pendant des semaines avant de retomber ou d’être emportés de l’atmosphère sur le sol. Plusieurs centaines de millions de tonnes de cette fumée et de cette suie seraient dirigées par de forts vents d’ouest en est jusqu’à former une ceinture uniforme de particules encerclant l’hémisphère nord.
Ces épais nuages noirs pourraient bloquer tout sauf une fraction de la lumière du soleil pendant une période aussi longue que plusieurs semaines. Les conditions de semi-obscurité, de gelées meurtrières et de températures inférieures au point de congélation, combinées aux fortes doses de rayonnement des retombées nucléaires, interrompraient la photosynthèse des plantes et pourraient ainsi détruire une grande partie de la végétation et de la vie animale de la Terre. Le froid extrême, les niveaux élevés de rayonnement et la destruction généralisée des infrastructures industrielles, médicales et de transport ainsi que des réserves alimentaires et des récoltes déclencheraient un nombre massif de morts par famine, exposition et maladie.
Il n’est pas certain qu’une guerre nucléaire produise un effet d’hiver nucléaire. Cependant, cela reste une possibilité et l’étude TTAPS a conclu : « …la possibilité de l’extinction de l’Homo Sapiens ne peut être exclue ».
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