当核爆炸时，巨大的能量将大量的烟尘注入大气，有的还高达12公里以上进入平流层。由于核爆炸所产生的烟尘微粒有相当大部分直径小于1微米，它们能在高空停留数天乃至一年以上，因为它们的平均直径小于红外波长(约10微米)，它们对从太阳来的可见光辐射有较强吸收力，而对地面向外的红外光辐射的吸收力较弱，导致高层大气升温，地表温度下降，产生了与温室效应相反的作用，使地表呈现出如严寒冬天般的景观，称为核冬天