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技经观察丨美空军发布《气候行动计划》,在变化环境中保持空中优势

云仲伦 张嘉毅 全球技术地图 2022-11-26


全球气候变化加速演进,已威胁到人类生存和发展、国家安全与地缘政治稳定。拜登政府上台后,面临疫情冲击、经济增长乏力等一系列挑战,但仍将应对气候变化作为重要任务,大力推行气候“新政”,积极调动各方力量和资源应对气候变化。为响应拜登政府在气候变化上的立场,美空军将气候问题视为影响其未来作战的威胁因素,于2022年10月发布《气候作战计划》(以下简称《计划》),拟在不断变化的气候环境中保持空中优势。



一、气候变化对美空军保持作战优势带来极大挑战


《计划》指出,美空军的核心任务是阻止冲突,在必要条件下击败空中或太空领域的竞争者,但气候变化对美空军作战部队保持战备状态、进入全球战略要地和执行作战任务带来极大影响。气候危机和极端天气的频繁出现大幅提升了美空军设施维护和任务执行成本。

 


目前,美空军聚焦于三个方面关注气候变化对作战能力的影响:

一是对军事基础设施和运行能力的影响。频繁的气候变化和极端的天气条件给美空军的基础设施建设和战备活动带来诸多未知风险。例如,强降水导致的排水系统阻塞,造成飞机起降延误;自然灾害导致设备的意外损毁,影响既有任务的继续执行与日程安排;北极地区永久冻土逐渐融化致使道路、地基等发生不同程度的变形;海冰融化加速了对沿海基础设施的侵蚀。


二是任务需求继续增加。气候变化正加剧地缘政治动荡,导致涉事地区出现更多新的任务需求。粮食危机、水资源短缺和自然灾害等问题加剧区域的不稳定性,或为暴力极端组织的形成和壮大创造条件,使美国作战部队不断应对越来越多因自然因素引发的区域冲突。


三是温室气体排放进一步增加。《计划》指出,美空军的全球机动和运输造成了巨量的燃料消耗,使美空军成为美国防部排放温室气体最多的部门。美空军需重新审视能源分配和部署,开发创新能源技术,提高能源效率,减少温室排放,降低作战风险,提升作战能力。


美空军为构筑持续作战优势,致力于打造和部署一支具有良好韧性和敏捷性的作战部队,以在面临极端天气和气候频繁变化的战略环境下时做出有效应对。美国防部围绕上述气候变化影响挑战提出了以下三个优先解决方案:一是面对气候变化风险,美空军应保持装备系统韧性,维持空天优势;二是制定决策时应充分考虑气候因素,培养相关专业人才队伍;三是优化能源分配和使用率,寻求替代能源,减少化石燃料需求,减轻后勤保障压力,在减排同时提升战备能力。

二、面对气候变化风险,保持空天优势


加大对基础设施的投资,以适应气候变化。为防止美空军关键基础设施在极端气候影响下发生故障阻碍既定任务的开展,美国防部聚焦于改造作战部队基地、电力规划平台、燃料分配和输水管道等系统,并通过军事演习对升级后的设施韧性进行评估。同时,美国防部还将与盟友分享技术,共同创造整体解决方案,提升装备系统的适应性和韧性。美空军计划从2023财年开始将基础设施建设资金由每年3600万美元增加到每年1亿美元,推进基础设施和设备现代化。美空军拟在2026财年前,在设施开发过程中全面实施恶劣天气和气候危害筛查,并将确定的气候危害和风险纳入规划和项目开发流程。


建立气候变化影响评估框架,为资源合理配置和基础流程操作提供支持。美空军正在评估各类极端天气对作战部队的影响,并对气候变化和极端天气进行预测,及时优化资源配置。


 

制定相关行动指南。美空军制定“恶劣天气和气候危害筛查和风险评估行动手册”“装置能源计划”等相关指南,为其作战部门在具体制定应对气候变化措施时提供宏观战略指导,并与周边地区和企业开展密切合作,以应对断电、能源供应短缺等紧急情况。《计划》指出,美空军预计于2026财年结束前全面实施“恶劣天气和气候危害筛查和风险评估行动手册”,并将确定的气候威胁和影响纳入计划部署流程。美空军将根据“美国空军指令90-1701”,在2023财年前完成“基础设施和设备能源安装计划”,并于2027财年前,在既定35个设施提升能源系统韧性。


三、将气候因素纳入决策框架,构建专业气候部队


针对气候变化,构建专业人才部队。《计划》指出,准确的气候数据和预测分析对于基础设施工程标准制定、武器系统采购和使用周期维持以及作战规划与运营至关重要,为此,美空军将构建一支专业气候部队,加强对气候变化的跟踪、分析与应用,并将把气候纳入国防军事和技术部门培训课程。


将气候变化产生的潜在安全风险纳入国防战略、规划和行动中,提高美空军敏捷作战能力。文件指出,美空军的气候战略将与国防部气象部门战略保持一致,着重发展和增强特别是封闭和严峻地区的天基环境监测能力,为联合行动决策提供支持。为此,美空军将于2023财年开展与气候变化相关的盟国交流和军事演习,旨在测试应对气候变化的新作战平台、优化燃料运输物流以及评估作战过程中的环境风险。此外,美空军拟从2024财年将气候因素、恶劣天气安全预警和灾难气候定位纳入航空、航天部队概念开发以及主要部门作战计划。

 


将气候变化因素纳入国防部需求流程、物资采购监管指南和供应战略中,保证美空军作战物资的持续供应。美国防部表示,将根据气候变化对武器系统的实际影响调整物资供应储备,到2023财年结束前确定气候变化对作战供应链的具体风险,并于2024财年底制定相应解决措施。同时,美空军计划将气候变化对战略、规划和行动的安全影响纳入决策流程中,扩展全球一体化威慑和投射能力。


四、优化能源分配和使用率,寻求替代能源,减少化石燃料需求


提高作战行动能源利用率。《计划》指出,优化能源利用率不仅可联合提升美空军的战备和作战能力,还将减少能源供应次数,有效降低温室气体排放和供应链发生意外风险的概率,提高作战部队战备能力。为此,美空军通过使用现代化软件调度工具等手段,拟将美空军作战任务的能源消耗在2027财年前减少5%。美空军实施的Agility Prime创新项目正在探索旋翼机和小型机动飞机的电气化技术,以降低燃料供给风险,提高战备能力。未来,美空军还将与美国防部国防创新部门(DIU)、NASA和行业合作伙伴等联合进行全尺寸混合机身原型的开发和测试工作。

 


通过寻求新型替代能源来减少碳排放。目前,美国防部于阿拉斯加的埃尔森空军基地正在进行第一个微型反应堆的测试工作,通过采用安全和韧性的清洁能源促进能源独立。美空军计划于2026财年前在作战基地进行投放式可持续燃料试点,并评估其可行性,为部队大规模使用进行技术探索。美空军拟于2028财年前完成微型反应器的试验,并购置或优化相关支持设备,验证该技术能否成为可替代能源系统。按计划,美空军拟在2046财年实现100%无碳净零排放。


采集、整理和分析能源使用数据,为提升能源效率提供帮助。燃料使用数据对于美空军分析作战能耗与作战能力关联程度至关重要。美空军通过分析美国防部航空燃料使用情况,可得出能源消耗对任务效率和温室气体排放的影响,为优化作战效率提供支持。此外,跟踪和分析作战部队基础设施和设备的能源使用情况将有助于了解其现代化进程。


五、结语


近年来,美国陆军、海军、空军相继发布气候战略类文件,表明气候变化已成为影响战场行动的重要变量。目前,美军将气候变化纳入战略决策框架,并通过增加投资、组建专业部队、提升装备体系韧性、优化能源系统、开展演习及强化盟友合作等多种方式,提升在恶劣气候条件下的联合作战能力,为维持全球作战优势和威慑力提供关键保障。



作者简介

云仲伦 国务院发展研究中心国际技术经济研究所研究六室,助理分析员

研究方向:航空航天领域形势跟踪及关键核心技术、前沿技术研究

联系方式:yuzholun@163.com



作者简介

张嘉毅 国务院发展研究中心国际技术经济研究所研究六室,副主任

研究方向:航空航天领域形势跟踪及关键核心技术、前沿技术研究

联系方式:18910175731@163.com



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编辑丨郑实



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