У теории «ядерной зимы» есть множество противников, которые, в частности, напоминают: с 1945 года во всем мире было произведено более двух тысяч ядерных испытаний, что равнозначно полномасштабному затяжному конфликту. Тем не менее, серьёзных климатических изменений не произошло. Теория «ядерной зимы» не учитывает также парниковый эффект и нагрев частиц сажи солнцем. Кроме того, как отмечают скептики, прежде наблюдения за крупными извержениями вулканов и нефтяными пожарами не показывали подъёма сажи и аэрозолей более чем на шесть километров от поверхности земли. На этой высоте на саже быстро конденсируются пары воды, и она в короткие сроки выпадает с дождями на землю.

Последствия: вариант «Осень».

Во второй половине 2000-х годов исследователи заговорили о «ядерной осени». Так, в 2007 году учёные Алан Робок, Люк Оман и Георгий Стенчиков опубликовали статью, в которой писали: «любой интенсивности ядерный конфликт способен вызвать существенное, но не столь критическое, как в ядерной зиме, снижение температуры на Земле и гибель многих живых организмов». При составлении прогноза авторы использовали программу ModelE, осуществляющую расчёты по модели общей циркуляции. Программа была разработана Институтом космических исследований Годдарда NASA.

Учёные рассматривали глобальный ядерный конфликт, в результате которого в атмосферу могут быть выброшены до 150 миллионов тонн сажи. Как показало моделирование при помощи ModelE, последствием такого конфликта станет снижение температуры на поверхности Земли в среднем на семь-восемь градусов Цельсия, причём спустя десять лет после войны этот показатель все ещё будет оставаться на четыре градуса ниже нормы.

Следует также отметить, что падение температуры произойдёт в считанные недели после ядерного конфликта. В течение «ядерной осени» будут возможны периодические волны заморозков, однако дневная температура в летний период не будет опускаться ниже нуля. По разным теориям, эффект «ядерной осени» может продержаться от нескольких дней, пока на большей части сажи не сконденсируются пары воды, и она не выпадет «черным дождём», до одного-двух лет.

Немного к другим выводам пришли в 2008 году учёные из Ратгерского университета Брайан Тун, Алан Робок и Ричард Турко. Они опубликовали исследование, согласно которому ядерная осень продлится существенно дольше.

По их данным, подрыв ядерных боеприпасов общей мощностью 1,8 мегатонны каждой из конфликтующих сторон вызовет большие по площади пожары в городах и лесах. В результате на высоту до 80 километров поднимутся 6,6 миллиона тонн сажи, которая существенно ослабит приток солнечного света. Тогда среднее падение температуры на Земле составит 1,25 градуса Цельсия. Согласно этому исследованию, снижение температуры будет ощущаться на протяжении десяти лет, но даже по прошествии этого времени среднее значение будет оставаться на 0,5 градуса ниже нормы.

В подтверждение своей теории сторонники «ядерной осени», как, впрочем, и «ядерной зимы», приводили исследования изменений климата в Персидском заливе после войны между Ираком и Кувейтом в августе 1990 года. В январе 1991 года иракские войска, захватившие Кувейт, отступили, но подожгли около 700 нефтяных скважин. Пожары потушили только в ноябре. Американский учёный Карл Саган, известный сторонник теории «ядерной зимы», в 1995 году опубликовал книгу «Мир, терзаемый демоном», в которой исследовал последствия нефтяных пожаров. В частности, он писал: «Днём была тьма кромешная, а температура в Персидском заливе упала на четыре-шесть градусов. Однако лишь незначительная часть дыма достигла стратосферы, и Азия не пострадала». После прекращения пожаров климат вернулся к норме в течение года.