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为了在核爆炸地点造成最大可能的破坏，如攻击像导弹地下仓库及雷达设施等具体军事目标，核弹需要在接近地面时引爆。核战略家们创造了一个恰当的名词“地爆”来称谓它。作为核爆炸的形式之一，地爆的声响就好似一场大暴雨或是气球炸裂时发出的声音。此外，在日本广岛和长崎投下的原子弹是在远离地面的空中爆炸的，被称作“空爆。“空爆”的杀伤范围更大，但它的点爆炸威力却较弱。
在地爆时，地面被炸出一个巨大的弹坑，大量的泥土和碎石被抛向空中。在“爆心投影点”，即爆点附近，爆炸的威力可以使岩石水分蒸发，甚至将其熔化。在间隔一段时间后，离爆心较远的岩石也将被粉碎，从弹坑中散射出来。这一过程的发生，连同烧焦了的弹体和弹壳的残骸，都加剧了核火球把大量的尘埃带入到大气层中，被蒸发了的岩石和金属以及被熔化成液态状的岩石很快就凝缩成极小的尘埃微粒。核爆炸的强烈放射性使得一切都变成了带有放射性沾染的废墟。放射性持续的时间取决于是什么样的放射材料。为了增加放射性强度，核弹表面可涂上一层像钚那样具有高度放射性的物质，这种核弹常被称作“脏弹”。而最大的“洁弹”是中子弹。它爆炸时产生的能量几乎全部都变成具有很大杀伤力的中子束，而不是冲击波，就像放射性一样，具有致命的杀伤力，它使所有与中子冲撞的东西也具有放射性。但中子弹的目标是杀伤人，而建筑设备却完好无损。一般说来，既消灭敌人的有生力量，同时占领敌人的城市（在放射性允许的条件下），是夺取战争胜利的理想方式，正是基于这种考虑，人们才研制中子弹。
被核爆炸掀起的大石块虽然很快从空中落回地面，但是一个巨大的、由放射性微粒构成的烟柱却腾空而起，一直进入大气层。核爆炸会产生一股强大的向上对流的空气，这股气流有助于把核尘埃带到地球大气层中的逆温层顶部，即人们所熟知的对流层顶。对流层顶以下就是对流层。在这里，空气的温度随着高度的下降而降低并且易于形成不稳定的对流。大多数气候现象都在对流层生成，如云、暴风雪、锋（即冷热团的分界处）等。对流层顶以上是同温层。空气的温度在这里随着高度的增加而升高，而空气的运动变得相对稳定。地面至对流层顶的高度，在极地为6英里，在赤道则为11英里。同时，对流层顶在不同地区上空的高度还根据不同气候条件的变化而有所不同。当核尘埃烟柱到达对流层顶时，便开始沿水平方向向四周扩散，形成人们所熟知、然而却决不愿亲历目睹的蘑菇状烟云。它非常像在冷锋中积雨云的风暴云层加速展开的情景，当其升到对流层顶时，同样也是水平地向四周扩散，从而形成一个“铁钻”的形状。在爆炸当量为100万吨级或更大威力的核爆炸中，核尘埃将升入同温层，抵达15英里的高空，当爆炸当量为50百万吨级时，核尘埃则上升到30英里的高空。
