1983 publicerade R.P. Turco, O.B. Toon, T.P. Ackerman, J.B. Pollack och Carl Sagan (kallade TTAPS) en artikel med titeln ”Global Atmospheric Consequences of Nuclear War” (Globala atmosfäriska konsekvenser av ett kärnvapenkrig), som utgör grunden för teorin om en kärnvårdsvinter.
Teorin säger att kärnvapenexplosioner kommer att utlösa eldstormar över många städer och skogar inom räckhåll. Stora rök-, sot- och stoftplymer skulle skickas upp i luften från dessa bränder, som genom sin egen uppvärmning lyfts upp till höga höjder där de skulle kunna driva i veckor innan de faller tillbaka eller sköljs ut ur atmosfären på marken. Flera hundra miljoner ton av denna rök och sot skulle föras av starka vindar från väst till öst tills de bildar ett enhetligt bälte av partiklar som omger norra halvklotet.
Dessa tjocka svarta moln skulle kunna blockera allt utom en bråkdel av solens ljus under en period som kan vara så lång som flera veckor. Förhållandena med halvmörker, dödande frost och minusgrader, i kombination med höga strålningsdoser från det nukleära nedfallet, skulle avbryta växternas fotosyntes och därmed kunna förstöra en stor del av jordens växtlighet och djurliv. Den extrema kylan, de höga strålningsnivåerna och den utbredda förstörelsen av industriell, medicinsk och transportinfrastruktur samt livsmedelsförråd och grödor skulle utlösa en massiv dödssiffra på grund av svält, exponering och sjukdomar.
Det är inte säkert att ett kärnvapenkrig skulle ge upphov till en kärnvårdsvintereffekt. Det förblir dock en möjlighet och i TTAPS-studien drogs slutsatsen: ”…möjligheten att Homo Sapiens skulle dö ut kan inte uteslutas.”