Dari segi sejarah, adalah sukar untuk menganggarkan jumlah korban yang terhasil daripada pertukaran serangan nuklear global kerana saintis sentiasa menemui kesan baru senjata nuklear, dan juga menyemak semula model sedia ada.

Laporan awal mempertimbangkan kesan langsung daripada letupan dan radiasi nuklear dan kesan tidak langsung daripada gangguan ekonomi, sosial, dan politik. Dalam laporan 1979 bagi AS Senat, Pejabat Penilaian Teknologi menganggarkan kemalangan jiwa di bawah senario yang berbeza. Untuk pertukaran serangan nuklear sasar-nilai/sasar-lawan skala penuh antara Amerika Syarikat dan Kesatuan Soviet, mereka meramalkan kematian di AS adalah daripada 35 kepada 77 peratus (70 juta kepada 160 juta orang mati pada satu masa), dan kematian Soviet daripada 20 kepada 40 peratus daripada jumlah penduduk.[31]

Walaupun laporan ini telah dibuat ketika stok simpanan nuklear pada tahap yang lebih tinggi daripada hari ini, ia juga telah dibuat sebelum risiko musim sejuk nuklear ditemui pada awal 1980-an. Selain itu, ia tidak mempertimbangkan kesan sekunder yang lain, seperti denyutan elektromagnet (EMP), dan kerumitan yang akan terkesan pada teknologi dan industri moden.

Musim sejuk nuklear

Pada awal 1980-an, saintis mula mempertimbangkan kesan asap dan jelaga yang timbul daripada pembakaran kayu, plastik, dan bahan api petroleum di bandar-bandar yang musnah kerana nuklear. Spekulasi telah mencadangkan bahawa kepanasan yang begitu tinggi akan membawa zarah ini ke ketinggian yang sangat tinggi dan semuanya boleh hanyut di atmosfera selama berminggu-minggu dan menghalang sebahagian besar cahaya matahari.[32] Sebuah kajian mercu tanda 1983 oleh pasukan yang dipanggil TTAPS (Richard P. Turco, Owen Toon, Thomas P. Ackerman, James B. Pollack dan Carl Sagan) adalah yang pertama mengemukakan model kesan-kesan ini dan mencipta istilah "musim sejuk nuklear."[33]

Lebih banyak kajian baru-baru ini menggunakan model peredaran global moden dan kuasa komputer yang jauh lebih besar daripada yang digunakan untuk kajian 1980. Satu kajian 2007 telah memeriksa kesan daripada perang nuklear global yang melibatkan senjata global semasa secara sederhana kepada besar-besaran.[34] Kajian mendapati penyejukan sebanyak 12-20 °C di kebanyakan kawasan pertanian utama di Amerika Syarikat, Eropah, Rusia dan China dan sebanyak 35 °C di bahagian-bahagian Rusia untuk musim penanaman bagi dua musim panas pertama. Perubahan yang mereka dapati juga adalah lebih tahan lebih lama dari yang difikirkan, kerana model baru mereka lebih baik mewakili kemasukan aerosol jelaga dalam stratosfera atas, di mana hujan tidak berlaku, maka pengurangan adalah dalam tertib 10 tahun.[35] Di samping itu, mereka mendapati bahawa penyejukan global menyebabkan kelemahan kitaran hidrologi global, mengurangkan hujan global sebanyak 45%.

Para penulis tidak membincangkan implikasi bagi pertanian secara mendalam, tetapi menyatakan bahawa satu kajian 1986 yang mengandaikan tiada pengeluaran makanan selama setahun mengunjurkan bahawa "sebahagian besar orang di planet ini akan kehabisan makanan dan mati kebuluran dalam tempoh masa itu" dan mengulas keputusan mereka sendiri yang menunjukkan bahawa, "Tempoh tiada pengeluaran makanan ini berlanjutan selama bertahun-tahun, menjadikan kesan musim sejuk nuklear lebih teruk dari yang difikirkan."[34]

Berbeza dengan siasatan konflik nuklear global di atas, kajian telah menunjukkan bahawa konflik nuklear serantau berskala kecil boleh mengganggu iklim global untuk satu dekad atau lebih. Dalam senario konflik nuklear serantau di mana kedua-dua negara bertentangan dalam zon subtropika yang masing-masing akan menggunakan 50 senjata nuklear bersaiz Hiroshima (kira-kira 15 kilotan setiap satu) pada pusat-pusat penduduk utama, penyelidik menganggarkan sebanyak lima juta tan jelaga akan dibebaskan, yang akan menghasilkan penyejukan beberapa darjah di sebahagian besar daripada Amerika Utara dan Eurasia, termasuk kebanyakan kawasan penanaman gandum.[36][28][35] Penyejukan akan berlangsung selama bertahun-tahun, dan menurut kajian, boleh menjadi "bencana". Selain itu, analisis menunjukkan penurunan 10% dalam hujan purata global, dengan kerugian terbesar di latitud rendah kerana kegagalan monsun.

Konflik nuklear serantau juga boleh menyebabkan kerosakan yang ketara kepada ozon. Satu kajian 2008 mendapati bahawa pertukaran senjata nuklear serantau boleh mewujudkan lubang ozon hampir secara global, mencetuskan masalah kesihatan manusia dan memberi kesan kepada pertanian untuk sekurang-kurangnya satu dekad.[29] Kesan pada ozon ini adalah akibat daripada penyerapan haba oleh jelaga dalam stratosfera atas, yang akan mengubah arus angin dan menarik nitrogen oksida yang merupakan pemusnah ozon. Suhu yang tinggi dan nitrogen oksida akan mengurangkan ozon ke tahap yang berbahaya yang sama kita alami sekarang di bawah lubang ozon di atas Antartika setiap musim bunga.[35]

Kebuluran nuklear

Adalah sukar untuk menganggarkan jumlah korban yang akan disebabkan oleh musim sejuk nuklear, tetapi kemungkinan besar bahawa kesan utama akan disebabkan oleh kebuluran besar-besaran kerana pengeluaran dan pengedaran pertanian yang terganggu.[37]

Kajian 2012 mengkaji kesan pertanian oleh konflik nuklear serantau secara andaian antara India dan Pakistan (menggunakan ramalan iklim daripada Robock[28]) dan menunjukkan penurunan yang sangat ketara dalam pengeluaran jagung dan kacang soya di Barat Tengah AS.[38] Dipuratakan 10 tahun, pengeluaran jagung menurun sebanyak 10% dan kacang soya sebanyak 6-12%, bergantung kepada lokasi. Kebolehubahan tahun-ke-tahun adalah tinggi, dengan penurunan terbesar berlaku 5 tahun selepas peristiwa itu.

Satu kajian berasingan mengkaji pengeluaran beras di China menggunakan model iklim yang sama,[28] tetapi model pertanian yang lain.[39] Mereka meramalkan bahawa pengeluaran padi akan merosot pada purata 21% bagi 4 tahun yang pertama selepas hamburan jelaga dan sebanyak 10% untuk 6 tahun berikutnya. Satu susulan kajian memeriksa kesan ke atas pengeluaran beras, jagung dan gandum Cina,[40] dan gandum didapati amat terjejas, menurun lebih daripada 50% pada tahun pertama dan purata 39% dalam tempoh 5 tahun pertama.

Dalam laporan 2013, Pakar Perubatan Antarabangsa untuk Pencegahan Peperangan Nuklear (IPPNW) membuat kesimpulan bahawa lebih daripada dua bilion orang akan menghadapi risiko kebuluran sekiranya perang nuklear terhad berlaku, seperti salah satu yang boleh berlaku di antara India dan Pakistan, atau dengan menggunakan walaupun sebilangan kecil senjata nuklear yang dimiliki oleh Amerika Syarikat dan Rusia.[41][6]

Laporan ini berpendapat bahawa dunia berada dalam keadaan terdedah kepada penurunan walaupun pengeluaran makanan adalah sederhana. Sebaliknya, perubahan sederhana dalam suhu global rata-rata boleh mempunyai kesan yang tidak seimbang pada tanaman. Kajian pertanian yang dinyatakan di atas menunjukkan penurunan besar dalam pengeluaran tanaman di Amerika Syarikat dan China, tetapi mungkin konservatif kerana mereka tidak mengambil kira pengurangan ozon atau, lebih penting lagi, suhu melampau setiap hari. Mereka memetik contoh letusan gunung berapi Gunung Tambora pada tahun 1815, yang menghasilkan purata sisihan suhu tahunan hanya -0.7°C, tetapi membawa fros membunuh padapertengahan musim panas ke negeri-negeri tengah Atlantik[42] dan menyebabkan kerugian tanaman sehingga 75% di utara Eropah.[43]

Sebaliknya, mereka berhujah bahawa usikan kecil dalam bekalan makanan adalah sangat bahaya bagi penduduk yang tidak seimbang pemakanannya. Khususnya, kira-kira 800 juta orang kekurangan zat secara kronik dan penurunan 10% dalam penggunaan makanan mereka akan meletakkan mereka pada risiko yang besar.[44] Rizab stok bijirin dunia boleh berfungsi sebagai penampan untuk ini dan dianggarkan bertahan kira-kira 68-77 hari.[6]

Akhir sekali, mereka ambil perhatian bahawa kebuluran sering dikaitkan dengan wabak, memetik bahawa kebuluran Tambora pada 1816 mencetuskan wabak tifus di Ireland yang merebak ke banyak negara Eropah dan kebuluran Bengal 1943, yang dikaitkan dengan wabak tempatan utama seperti taun, malaria, cacar, dan disentri.[6] Maka, mereka mencadangkan bahawa bandar-bandar besar yang luas dan sesak di dunia membangun akan menerima kesan wabak penyakit berjangkit dan pelbagai penyakit.

Denyut elektromagnet

Denyutan elektromagnet (biasa dipendekkan EMP, disebut /iː.ɛm.piː/) adalah ledakan sinaran elektromagnet. letupan nuklear mewujudkan denyut sinaran elektromagnet dipanggil EMP nuklear atau NEMP. Gangguan EMP sedemikian diketahui secara umumnya mengganggu atau merosakkan peralatan elektronik. Jika senjata nuklear "yang direka untuk mengeluarkan EMP diletupkan 250 hingga 300 batu di atas lokasi pertengahan negara, ia akan melumpuhkan elektronik di seluruh Amerika Syarikat."[45]

Memandangkan semua keselesaan dan keperluan yang kita nikmati dalam abad ke-21 bersandar pada elektronik dan fungsi mereka, EMP akan melumpuhkan hospital, kemudahan rawatan air, simpanan makanan, dan semua bentuk komunikasi elektronik. Satu letupan EMP mengancam asas yang menyokong kewujudan keadaan manusia moden. Serangan EMP tertentu boleh membawa kepada kehilangan besar kuasa elektrik elektronik untuk beberapa bulan atau tahun. Pada masa ini, kegagalan grid kuasa diuruskan dengan menggunakan sokongan dari luar. Jika berlaku serangan EMP, sokongan itu tidak akan wujud dan komponen, peranti, dan elektronik yang rosak perlu diganti sepenuhnya.

Pada tahun 2013, Dewan Rakyat Amerika Syarikat mempertimbangkan "Akta Infrastruktur Voltan Tinggi Selamat bagi Elektrik daripada Kerosakan Maut" yang akan menyediakan perlindungan lonjakan untuk 300 transformer besar di seluruh negara.[46] Masalah melindungi infrastruktur awam dari denyut elektromagnet juga telah dikaji secara intensif di seluruh Kesatuan Eropah, dan khususnya oleh United Kingdom.[47] Walaupun langkah berjaga-jaga telah diambil, Suruhanjaya EMP menganggarkan bahawa dalam tempoh 12 bulan bekalan elektrik terputus di seluruh negara, sehingga 90% penduduk AS akan mati akibat kebuluran, penyakit, dan kerosakan masyarakat.[48][49] Ancaman terbesar kepada kelangsungan hidup manusia selepas kejadian letupan EMP adalah ketidakupayaan untuk mengakses air minuman yang bersih. Sebagai perbandingan, selepas kejadian gempa bumi 2010 di Haiti, infrastruktur air itu telah musnah dan menyebabkan sekurang-kurangnya 3,333 kematian akibat taun dalam beberapa bulan pertama selepas gempa bumi. Negara-negara lain juga akan menyaksikan kemunculan semula penyakit yang tidak wujud sebelum ini kerana air bersih semakin sukar didapati.