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地爆产生的核尘埃是引起核冬天的第一个因素。引起核冬天的第二个因素，是核爆炸后的遍地大火所产生的烟灰。一颗氢弹爆炸时的火球足以把方圆数英里内它所能点燃的一切都化为灰烬。在乡村，草木、粮食、植物都会燃烧并导致持续数星期的烈焰焚地。在城区，住房、工厂、加油站、化工企业也在劫难逃。这些大火所产生的浓烟升腾到数英里的高空。—旦形成风暴性大火，浓烟有可能被吸至同温层。
当然，要估计出在一场全面核战争中究竟会产生多少尘埃和烟灰，这决非易事。但有一些线索可以为我们提供帮助。首先，是1963年部分禁止核试验条约签订之前所进行的大气层氢弹试验。这些试验表明，当量为100万吨级的核弹在地爆时所产生的蘑菇云中含有1～6吨尘埃。同时，它还显示出核尘埃典型粒度是十分之几微米（1微米为1／1000毫米）。
要对核战争引起的大火进行预测，我就不得不依据对下述情况所做的种种测算，如：地震等自然灾害引起的城市火灾，战争期间投掷燃烧弹导致的城市大火，广岛、长崎所经历的核火灾，森林火灾以及为研究火势蔓延和烟尘而人为制造的实验性大火。
地震引起城市火灾主要是通过震破煤气管道、震裂燃料储藏罐、使电线短路而引起明火蔓延。大地震时，要想有效地扑灭火灾是很困难的，如1905年的旧金山和1923年的东京大地震所引起的巨大火灾。然而，核爆炸引起的大火威胁会远远地超过一次大地震。
第二次世界大战期间，在1943年7月27日至28日和1945年2月13日至14日，汉堡和德累斯顿分别遭到常规轰炸。这两次轰炸表明，在城市中爆发一场火灾是多么轻而易举。数平方英里的土地上一片火海，并形成风暴性大火。在火区之内，所有建筑物被烧毁，一切可烧之物都化为灰烬，乌黑滚滚的浓烟遮天蔽日，升入4至8英里的高空。在日本广岛，原子弹爆炸也造成了风暴性大火，尽管在长畸，由于丘陵地形的缘故，火势不是那么猛烈。
法国和美国已开始进行大规模人为大火的实验性研究。这些研究有助于我们了解预想的核尘埃可能上升的高度以及产生风暴性大火的条件。过去100年里发生的许多次灾难性森林大火都被记录在案。火灾烧毁了约1万平方英里的森林。1871年的佩什蒂戈大火，席卷了威斯康星州格林贝两岸的3000平方英里土地，形成的烟雾使太阳在200英里以内暗淡无光，甚至在中午也是如此。这种情况持续了一星期。1933年，美国俄勒冈州蒂拉穆克镇大火产生的烟雾高达8英里，这是美国历史上最严重的火灾之一。1957年的阿拉斯加大火烧毁了1万平方英里的森林。这些灾难性的森林大火一般是在树木特别干燥、易着火的时候发生的。核战争引起的森林大火，尽管可在森林的许多不同地点点燃，但蔓延起来却也不那么容易。一个更有代表性的历史事件或许应属发生于1908年6月30日的通古斯陨石事件了。 该陨石爆炸的能量相当于10百万吨级梯恩梯，大约有800平方英里的西伯利亚森林被夷为平地。目击者形容：“燃烧的树一棵又一棵倒下，到处是一片火海”。这场大火连续烧了5天。
根据对一场核战争所产生的核烟尘数量的估算，TTAPS科学小组的专家们估计：一颗核弹在一个城市上空爆炸后，每百万吨的核爆炸可造成100平方英里以上的火区，而一般说来，烈火在农村蔓延的区域则要小一些。在城市火区，每平方英里的大火大约会产生200吨核烟尘，而农村的大火大约只产生70吨左右的烟尘。另据TTAPS小组的科学家们计算，在超级大国之间展开的大规模核战争中，如果总共爆炸当量为50亿吨级，就会有2。25亿吨核烟灰和6500万吨的核尘埃被抛入地球的大气层。这同估计的坦博腊火山爆发后抛入大气层的火山灰数量2亿吨非常接近。但是核爆炸产生的烟雾更容易吸收阳光，使地球变冷。因此，核冬天引起的后果将远甚于坦博腊火山的爆发。
核尘埃与核烟云能滞留多长时间
诚然，工厂、日常大火和大风每时每刻都在向大气层排放烟尘，据估计每年约有200百万吨（2亿吨）。但是，在通常情况下，这些烟尘微粒不会升得很高，而是落回到地面上来，或是在数天之内，被雨雪冲刷掉。我们大家都注意到，雨后的天空格外明朗洁净，其原因就在于此。然而，在核战争的情况下，假如烟尘微粒被带到较高的对流层的话（大约5到10英里高），它们落回到地面的时间就会更长，需要几个星期乃至更长的时间，如果烟尘微粒升到同温层，即升到距地面10英里或更高的空中，那它们就会在那儿滞留一年或更长的时间，因为雨云很难在这里生成，微粒落回地面主要靠地球的引力作用。由于微粒很小，分量很轻，因此，下落将是非常缓慢的。
自然发生的大火将烟灰带入3至4英里的空中。正如人们所知，城市大火所产生的烟灰上升的高度为前者的2倍。而在一场核战争中，由于两种力量的作用将把烟灰送入更高的空中。首先，大规模的核爆炸将引发一场前所未有的大火；其次，对流的上升气流与风暴性大火相接。这种大火是由于在一个比较小的区域里爆炸了几颗原子弹而产生的。TTAPS的科学家的精确计算表明，一场核战争产生的烟雾大约有5％会到达同温层。
核爆炸产生的尘埃究竟能上升多高取决于核弹的大小。一颗当量为100万吨级的核弹爆炸，能炸出一个直径为数百码的坑，抛出的碎石达几百万吨，其中1万至3万吨极小的核尘埃微粒将上升到同温层。核战略家们喜欢把10万吨级的爆炸称作“低威力爆炸”，一次这样的爆炸（其威力仅比广岛原子弹爆炸的威力高5倍）不可能将任何核尘埃送入同温层。
除了核烟尘上升的高度外，还有另外两个因素对核冬天时间持续的长短产生影响。其一是（这个因素特别重要），当厚厚的核烟云以羽毛状上升时，烟尘微粒将开始凝聚而构成较大的颗粒，这样一来，这种较大的颗粒将会比较快地落回到地面，另一方面，这种颗粒的半径可能会变得比临界的1微米还大，而尘埃粒度小于1微米时其吸收和分散阳光的效力才最大。其二是，如我们前面已提到，尘埃和烟云微粒通过空气中的水滴聚合在一起，然后再经雨水的冲刷被带回到地面。上述两种情况，都会直接影响到核烟尘吸收和散射阳光的效应，它们都在TTAPS科学小组的计算中被考虑到了。
根据TTAPS的科学家们的计算，最后的结论是，一场核战争后，天空始终是昏暗朦胧的，时间从1～6个月不等。而决定的因素是，对所使用的核弹头数量和威力、烟尘的性质和粒度以及它们被冲洗的速率等等所做出的种种假设。
核尘埃与核烟云屏幕的扩展
如果你把围绕地球运转的宇宙空间站上看到的景象记录下来，你会发现，原子弹爆炸的每一个地方都升起一个由尘埃和黑烟形成的柱体，并向四周扩散。这些烟尘渐渐融汇成为一个巨大的环绕北纬地区的尘埃屏带。开始这条尘埃屏带显得非常凌乱，遭受核打击的国家上空成为最黑暗的区域。但几天以后，这条屏带将形成环状包绕地球并开始朝北向北极和朝南向赤道扩展。数星期以后，南半球也被黑云覆盖，核冬天所造成的这一后果将使全世界所有地区无一幸免。
那么，在这一期间内，地球上究竟有多黑暗呢？在TTAPS的科学家们所设定的最佳核赌注的“基线”情况下，他们估计，只有相当于正常光照的3％可以到达地面，这将比一个无光多云的冬日更昏暗。这种阴暗的结果几乎全部是由大气层中这些核烟云引起的，因为它们最容易吸收可见辐射。此外，尘埃往往有分散和反射阳光的作用，因而，这种辐射仍有相当数量到达地面。这种情况，就像一片云从太阳前经过所看到的情景一样，尽管日轮看不见了，阳光的直接照射降到很低的水平，但