Under 80-talet uppmärksammades vilka effekter ett globalt kärnvapenkrig skulle kunna få på klimatet. Bland annat la den amerikanske astronomen och forskaren Carl Saga fram en kontroversiell avhandling som sa att ett kärnvapenkrig skulle skapa en atomvinter och planetens yta skulle frysa. En kärnvapenexplosion nära marken ger upphov till en kraftig värmeutveckling och ett karakteristiskt svampmoln. Liksom ett stort explosivt vulkanutbrott kan det föra upp stoft i atmosfären. Stoftet påverkar strålningsbalansen i atmosfären genom att det absorberar och sprider solstrålningen. Om ett mycket stort antal kärnvapen användes skulle stoftmängden i stratosfären bli så stor att endast en liten del av solstrålningen når ner till jordens yta. Temperaturerna skulle falla, kanske med tiotals grader, och fotosyntesen avta beroende av mörkret. Man skulle få en nukleär vinter. Beräkningar har visat att effekten består under några år. Vid ett globalt kärnvapenkrig skulle även de som inte direkt drabbas av bomberna drabbas av uteblivna skördar och därmed svält. Koldioxiden som slungats upp i atmosfären skulle medför en uttunning av ozonlagret och, efter att stoftmolnen skingrats, en ökning av inkommande UV-strålning från solen.
