1983-ban R.P. Turco, O.B. Toon, T.P. Ackerman, J.B. Pollack és Carl Sagan (a továbbiakban: TTAPS) publikált egy tanulmányt “A nukleáris háború globális légköri következményei” címmel, amely az alapja a nukleáris tél elméletének.
Az elmélet szerint a nukleáris robbanások tűzvihart váltanak ki számos város és erdő felett a hatótávolságon belül. Ezekből a tüzekből hatalmas füst-, korom- és porfelhők szállnának a magasba, amelyeket a saját felmelegedésük nagy magasságokba emelne, ahol hetekig sodródhatnának, mielőtt visszaesnének vagy kimosódnának a légkörből a földre. Több százmillió tonna ilyen füstöt és kormot terelnének az erős nyugat-keleti szelek, míg végül az északi féltekét körülölelő egységes részecskeöveket alkotnának.
Ezek a sűrű fekete felhők akár több hétig is eltakarhatják a napfényt a töredékét kivéve. A félhomály, a gyilkos fagy és a fagypont alatti hőmérséklet, valamint a nukleáris csapadékból származó nagy dózisú sugárzás megszakítaná a növények fotoszintézisét, és így a Föld növényzetének és állatvilágának nagy részét elpusztíthatná. A rendkívüli hideg, a magas sugárzási szintek, valamint az ipari, orvosi és közlekedési infrastruktúrák, valamint az élelmiszerkészletek és a termények széles körű pusztulása tömeges halálesetet okozna az éhezés, a kitettség és a betegségek miatt.
Nem biztos, hogy egy atomháború nukleáris tél hatásával járna. Ez azonban továbbra is egy lehetőség, és a TTAPS tanulmány következtetése szerint: “…nem zárható ki a Homo Sapiens kihalásának lehetősége”.