當核爆炸時(shí)，巨大的能量將大量的煙塵注入大氣，有的還高達12公里以上進(jìn)入平流層。由于核爆炸所產(chǎn)生的煙塵微粒有相當大部分直徑小于1微米，它們能在高空停留數天乃至一年以上，因為它們的平均直徑小于紅外波長(cháng)(約10微米)，它們對從太陽(yáng)來(lái)的可見(jiàn)光輻射有較強吸收力，而對地面向外的紅外光輻射的吸收力較弱，導致高層大氣升溫，地表溫度下降，產(chǎn)生了與溫室效應相反的作用，使地表呈現出如嚴寒冬天般的景觀(guān)，稱(chēng)為核冬天。過(guò)去人們以為核大戰僅僅使核爆炸地區造成大量傷亡和破壞，1988年5月23日聯(lián)合國警告世界，核大戰不僅可以直接殺傷數億人的生命，而且嚴重地破壞地球氣候和生態(tài)環(huán)境，有的地質(zhì)學(xué)家認為恐龍就是由于宇宙物體撞擊地球造成森林大火，碳灰彌漫空中，猶如核爆炸，使地表氣溫下降，氣候惡化，導致恐龍無(wú)法適應而滅絕。

核冬天理論的基本觀(guān)點(diǎn)是，大規模核爆炸掀起的微塵和因大火產(chǎn)生的滾滾濃煙，會(huì )長(cháng)時(shí)間遮擋住陽(yáng)光，造成全球性氣候變化，使地球處于黑暗和嚴寒之中，動(dòng)植物瀕臨滅絕，人類(lèi)生存面臨嚴重威脅。

科學(xué)家解釋說(shuō)，當核武器在空中爆炸后，火球一觸及地面，就會(huì )將地面的上巖石、土塊汽化，它們將由隨之出現的蘑菇云帶上天空。在火球和煙上升的過(guò)程中，又會(huì )引起周?chē)目諝庀虮牡某槲?，進(jìn)一步將塵埃卷入煙云之中。煙云在被風(fēng)吹走的過(guò)程中，一些較大的塵埃逐漸降至地面，以放射性物質(zhì)的形式對人和物體造成傷害，而那些微細的塵埃，則將長(cháng)久地漂浮于空氣之中。而光輻射又會(huì )在城市和森林中引起大火，大火所產(chǎn)生的滾滾濃煙在上升的過(guò)程中，必然與那些漂浮著(zhù)的塵埃相遇，從而一起隨著(zhù)西風(fēng)帶環(huán)繞地球作周而復始的旋轉，并不斷地向南方方向擴散，最后即形成一個(gè)彌漫于整個(gè)空間的遮擋層。

科學(xué)家計算，如果在一場(chǎng)核戰爭中使用50億噸以上當量的核武器，不僅將有20多億人成為直接受害者，而且會(huì )使世界上的氣候發(fā)生重大變化，地面溫度平均下降低至10c以下，并持續數周以上。最后，地球上的相當一部分生命，包括人類(lèi)在內，將在一場(chǎng)核大戰中消失。

據歷史記載，1815年4月，印尼的一座火山爆發(fā)，噴出數以萬(wàn)噸計的火山灰，升入高空，懸浮于空氣之中彌月不散，結果使世界上許多地方出現異常的冬天，美國的紐約州竟下了一場(chǎng)六月雪。據科學(xué)家考證，大約在六七十萬(wàn)年以前，一顆小行星突然撞擊地球爆炸，頓時(shí)地球上山崩地裂，火焰沖天，煙塵升向高空，遮天蔽日，久而不散，地球處于一片昏暗之中。由于大量煙塵持久地遮擋陽(yáng)光，使地球氣溫陡然下降，進(jìn)入了一個(gè)漫長(cháng)而寒冷的冬天，茂密的植被大部枯死，恐龍等生物和動(dòng)物遭到滅頂之災。

目前，世界上有5萬(wàn)多個(gè)核彈頭，約達200億噸梯恩梯當量的核武器，一旦發(fā)生核戰爭，地球上會(huì )不會(huì )出現類(lèi)似的核冬天呢？這個(gè)問(wèn)題引起五位美國科學(xué)家的注意。他們經(jīng)過(guò)一年半的研究，于1983年10月正式提出“核冬天效應”的理論，從而引起全世界的關(guān)注，日本還專(zhuān)門(mén)拍攝了的科幻影片。研究者以美蘇使用核武庫中40％核武器（50億噸）在北半球進(jìn)行核戰爭為背景建立物理模型，利用公開(kāi)發(fā)表的核武器性能數據建立數學(xué)模型，終于得出這樣的推論：在一場(chǎng)50億噸當量的核大戰中，可將9.6億噸微塵和2.25億噸黑煙掀入空中，射向地球的陽(yáng)光被這些黑煙的微粒吸收而變熱，變熱后的黑煙又產(chǎn)生一股上升氣流，將黑色微粒子推向30公里高的同溫層，使臭氧層遭到破壞。這樣，整個(gè)地球就會(huì )變成暗無(wú)天日的灰色世界，厚厚的煙云遮蓋著(zhù)天空，終日不散，陸地再也見(jiàn)不到陽(yáng)光，白天和夜晚難以區分，氣溫急劇下降，綠色植被枯死，海洋河流凍結，地球生態(tài)遭到嚴重破壞，人類(lèi)生存條件被毀于一旦。這就是核冬天和核冬天效應所帶來(lái)的悲慘世界。

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