L’inverno vulcanico è abbastanza simile all’inverno nucleare nel modo in cui l’inverno è causato dalla cenere. Un inverno vulcanico significa una riduzione delle temperature globali causata dalla cenere vulcanica e dalle gocce di acido solforico che oscurano il Sole e alzano l’albedo della Terra dopo una grande eruzione vulcanica particolarmente esplosiva. Gli effetti di raffreddamento a lungo termine dipendono principalmente dall’iniezione di composti di solfuro in forma di aerosol nell’atmosfera superiore (stratosfera), il livello più alto e meno attivo della bassa atmosfera dove si verificano poche precipitazioni, richiedendo così un lungo tempo per lavare gli aerosol fuori dalla regione.
Uno degli effetti sulla vita è il collo di bottiglia della popolazione. Le cause di questo effetto sono attribuite da alcuni ricercatori agli inverni vulcanici. Secondo l’antropologo Stanley Ambrose, tali eventi diminuiscono le popolazioni a “livelli abbastanza bassi per i cambiamenti evolutivi, che avvengono molto più velocemente nelle piccole popolazioni, per produrre una rapida differenziazione della popolazione”. Con il collo di bottiglia di Toba, molte specie mostrano massicci effetti di restringimento del pool genico, e si ritiene che Toba abbia quasi sterminato il genere umano.
Gli effetti delle eruzioni vulcaniche sugli inverni recenti sono di modesta entità, ma storicamente sono stati significativi. Per esempio, alcuni ricercatori del Korea National Disaster Management Institute affermano che se il vulcano Mt. Baekdu eruttasse, si verificherebbe un naturale effetto di raffreddamento del clima dovuto alla cenere vulcanica. Inoltre, il caso più recente, l’esplosione del 1991 del Monte Pinatubo, uno stratovulcano nelle Filippine, ha raffreddato le temperature globali per circa 2-3 anni. Nel 1883, l’esplosione del Krakatoa creò condizioni di inverno vulcanico. I quattro anni successivi all’esplosione furono insolitamente freddi, e l’inverno del 1887-1888 incluse potenti bufere di neve. In tutto il mondo furono registrate nevicate record.