根據(jù)美國空軍的構想,通過面對氣候風險保持空天優(yōu)勢、基于氣候影響作出知情決策,以及提升能源利用效率并尋求替代能源等舉措,可以更好地適應氣候變化所帶來的軍事挑戰(zhàn),維持強大可靠的作戰(zhàn)力量。
氣候變化正在重塑日益復雜的地緣戰(zhàn)略、戰(zhàn)術和作戰(zhàn)環(huán)境,成為這個時代最不穩(wěn)定的外部力量之一。面對更加頻繁、強烈和不可預測的極端天氣條件下的國家利益風險,美國國防部(DoD)已將氣候變化確定為關鍵國家安全議題、威脅倍增器和首要管理挑戰(zhàn)。2022年10月,美國空軍正式發(fā)布了《氣候行動計劃》(Climate Action Plan),明確了應對氣候變化的優(yōu)先行動事項,即在一個由氣候變化塑造的安全環(huán)境中優(yōu)先考慮空中和空間優(yōu)勢,基于知情決策提升整體戰(zhàn)備水平和任務執(zhí)行能力。同時,承認并努力降低自身對氣候變化的影響,減少對傳統(tǒng)能源的需求,提高作戰(zhàn)系統(tǒng)和相關設施的效能。
美國空軍發(fā)布《氣候行動計劃》
氣候變化會影響空軍執(zhí)行任務的能力,而且這些影響預計將隨時間的推移越發(fā)嚴重。美國空軍將《氣候行動計劃》概括為三個方面:一是削弱軍事系統(tǒng)的作戰(zhàn)能力,升溫、降水模式變化以及更頻繁的惡劣天氣會對空軍的設施和戰(zhàn)備構成越來越大的威脅,空軍基地的力量投送面臨重大考驗;二是出現(xiàn)了全新的任務場景,氣候變化下的糧食危機、水源短缺、經(jīng)濟混亂和自然災害問題可能成為地緣政治沖突的催化劑,空軍需要對由各種不穩(wěn)定因素引發(fā)且急劇增加的區(qū)域動蕩做出快速響應;三是為滿足各種緊迫的全球機動和運輸需求,空軍消耗了大量的燃料并成為溫室氣體排放占比最高的軍種,提高能源效率和部署先進能源技術不僅能夠減排還有助于降低作戰(zhàn)風險和后勤壓力。在這種情況下,美國空軍擬通過三大優(yōu)先事項來提升空軍作戰(zhàn)的韌性和敏捷性,從而更有效地應對氣候變化、維持戰(zhàn)斗能力。
作為實現(xiàn)全天候無死角訓練和部署的核心依托,美國空軍基地及相關基礎設施正在承受著氣候變化帶來的全新挑戰(zhàn)。例如,永久凍土逐漸融化致使北極地區(qū)道路、地基等發(fā)生不同程度的變形;海岸侵蝕對沿海基地土方建設造成了破壞;強降水超出了排水系統(tǒng)的處理能力,跑道被淹沒、機場暫時關閉;極地渦旋減弱導致冬季寒潮風暴,機場供電網(wǎng)絡受沖擊;長期的干旱妨礙水源供應,野火更容易隨風蔓延,不但降低能見度、削弱了空軍測試和訓練能力,也危及到基地基礎設施的運轉以及工作人員的健康和安全。
在這種情況下,為了保持空天作戰(zhàn)優(yōu)勢、確保全球力量投送,美國空軍一方面將集中力量進行基地及相關基礎設施的改造,使得機場建筑物、配電和照明、燃料分配系統(tǒng),以及供水管線能更好地抵御極端氣象條件,并全面評估基地運行魯棒性,通過兵棋推演找出供應鏈薄弱環(huán)節(jié),盡快推動那些有助于在作戰(zhàn)中降低電力依賴的前沿技術投入使用;另一方面有必要確定一系列有針對性的方法和工具,將氣候因素納入計劃部署流程,指導部隊科學有效判別氣象條件、確定能源需求從而形成更加合理的作戰(zhàn)策略,此外還應與當?shù)厣鐓^(qū)以及行業(yè)伙伴通力協(xié)作,形成能夠增強設施適應力和復原力的整體解決方案。
面對氣候風險保持空天優(yōu)勢的主要工作部署
要在適應氣候變化的同時占據(jù)對敵上風,美國空軍必須從根本上改變思維、戰(zhàn)備和行動方式。準確的氣候數(shù)據(jù)和預測分析對于基礎設施工程標準的制定、武器系統(tǒng)的采辦和全生命周期的保障,以及作戰(zhàn)計劃的實施都至關重要。一支熟悉氣候知識的專業(yè)隊伍能夠確??哲姵蓡T具備相關知識和技能,了解應在何時、基于何種理由以及如何采取手段將氣候因素轉化為戰(zhàn)場優(yōu)勢。美國空軍將加強極端天氣感知能力建設,助力氣象學科技術的發(fā)展,更好地歸納整理、分析研判氣候規(guī)律,以便對作戰(zhàn)環(huán)境有更全面的了解,做到資源配置最優(yōu)決策。
2020年,美國空軍氣象體系戰(zhàn)略報告中明確了發(fā)展和增強天基環(huán)境監(jiān)測能力,利用及時、準確的天氣數(shù)據(jù)為聯(lián)合軍事行動(特別是在拒止區(qū)域和環(huán)境惡劣區(qū)域)的決策提供支持。美國空軍努力將氣候風險變量納入戰(zhàn)略規(guī)劃和實戰(zhàn)情景中統(tǒng)籌考慮,既有高氣候適應性戰(zhàn)法、培養(yǎng)未來作戰(zhàn)能力需求和武器裝備系統(tǒng)能源優(yōu)化標準這樣的指導性文本,也包括用來測試全新作戰(zhàn)平臺、優(yōu)化燃料后勤運輸系統(tǒng)以及評估作戰(zhàn)過程中環(huán)境風險的各種軍事演習活動。此外,在美國空軍需求流程、物資采辦監(jiān)管指南,以及供應鏈架構中也會涉及越來越多的氣候因素,根據(jù)實時氣候影響對物資儲備動態(tài)調(diào)度,確保突發(fā)情況下的高可靠性快速保障。
燃料既是空軍作戰(zhàn)能力的關鍵賦能因素也是其限制因素,往往決定著最遠任務距離和部署位置。美國空軍的總體目標是用更少的燃料提供更強的戰(zhàn)斗力,在減輕燃料儲存和后勤保障壓力的同時起到了降低碳排放、減少氣候影響的正向反饋效果。以“每加侖殺傷力”為作戰(zhàn)能量密度的概念已經(jīng)被引入用來對作戰(zhàn)能源強度指標進行評估。通過與工業(yè)界合作,將那些已在民用航空中得到驗證的飛機和發(fā)動機技術應用到軍事領域,并借助更精確的燃料規(guī)劃與分配軟件工具、虛擬和增強現(xiàn)實系統(tǒng)等多種手段,培養(yǎng)空軍從業(yè)人員的節(jié)能意識,進一步優(yōu)化對航空燃料的使用效率。
通過上述措施,美國空軍預計未來5年可降低3.7%的二氧化碳排放,節(jié)省航空燃料超過2.5億L,到2032年碳減排量計劃將再翻一番。而立足更長遠的考慮,在航空動力系統(tǒng)和替代燃料的使用和開發(fā)上的跨時代變革勢在必行。例如,美國空軍正利用敏捷至上(Agility Prime)項目促進電動垂直起降(eVTOL)飛行器商業(yè)市場的成熟,建立和完善相關產(chǎn)業(yè)供應鏈、最終促進軍用電動飛行器的發(fā)展,此外還和國防部國防創(chuàng)新小組(DIU)以及美國國家航空航天局(NASA),合作啟動了翼身融合布局飛行器的開發(fā)工作,氣動效率有望提升30%以上。
基于氣候影響作出知情決策的主要工作部署
在敏捷至上項目框架下,2022年3月美國空軍完成了人類歷史上首次eVTOL飛行器軍用適航能力測試,這架名為“埃利亞”(Alia)的試飛樣機可搭載6名旅客外加1名飛行員,設計最大航程和最大飛行速度分別為460km和280km/h。根據(jù)美國空軍設想到2023年實現(xiàn)eVTOL飛行器部署服役,為此在擬議的2023財年預算中已要求國會撥付360萬美元專項資金用來采購5架eVTOL飛行器。此外,美國空軍還計劃于2027年前完成全尺寸翼身融合布局原型機的測試,雖然在公開的聲明中只涉及運輸機方案,不過業(yè)界普遍認為美國空軍會在綜合權衡運輸能力的前提下,折中貨艙尺寸與隱身化外形等因素打造不同于B-2或B-21的全新平臺以兼顧新型加油機的開發(fā)。
2022年9月12日,美 國 空 軍和GE公司在阿諾德工程發(fā)展中心(AEDC)完成了第二臺XA100自適應循環(huán)發(fā)動機的測試,這也標志著GE公司通過了美國空軍自適應發(fā)動機轉化計劃(AETP)的最后一個里程碑考核。美國空軍表示未來F-35全系將配裝這款三涵道自適應變循環(huán)發(fā)動機,在推力增大10%、燃油效率提升25%的同時支持任何美國空軍批準的可持續(xù)航空燃料。事實上不只是XA100,美國空軍投資6000萬美元支持的“序曲”超聲速客機也能夠使用100%可持續(xù)航空燃料,這也是其“以民促軍”加快先進技術研發(fā)的又一次嘗試,未來軍用型“序曲”飛行器有望成為美國空軍執(zhí)行快速反應監(jiān)視和偵察、指揮和控制,以及極端條件下移動和后勤任務的利器。
提升能源利用效率并尋求替代能源的主要工作部署
目前,美國空軍開展了300多個可再生能源試點項目,評估了與現(xiàn)有能源運行體系整合的可行性,并進行了美國國防部首個微型反應堆試驗,嘗試利用安全且穩(wěn)定的清潔能源來確保能源安全和自給。美國空軍還將持續(xù)探索基礎設施和武器系統(tǒng)使用替代能源的可能性,加快非戰(zhàn)術支援車輛和設備的電氣化替換,向符合空軍要求的企業(yè)發(fā)出更為清晰的能源需求信號。當然,為了實現(xiàn)燃料效率目標、確定更多有待改進的領域,收集、獲取和分析作戰(zhàn)能源數(shù)據(jù)也是必不可少的,這樣可得出能源消耗與任務完成度和溫室氣體排放的關系,為優(yōu)化作戰(zhàn)效率提供支持,也有助于了解基礎設施和武器系統(tǒng)的改造進展。
2021年1月27日,剛上臺的拜登政府發(fā)布14008號行政命令,將氣候問題提升到氣候危機的高度,視之為未來美國外交和安全政策的優(yōu)先切入點,并號召所有聯(lián)邦機構采取行動應對氣候變化。美國軍隊對此響應十分積極,國防部長奧斯汀多次作出類似“國防部必須迅速而大膽地采取行動面對氣候挑戰(zhàn)”“美國軍隊為保護美國人民免受氣候變化影響所做的工作還不夠”這樣的表態(tài)。同年9月和10月,美國國防部相繼發(fā)布了《國防氣候適應計劃》(DoD Climate Adaptation Plan)和《國防氣候風險分析》(DoD Climate Risk Analysis),明確了軍隊關于氣候問題的立場和責任、闡述了不同場景的氣候危害與安全影響,借助多個使能因素,重點開展氣候知情決策、人員和裝備氣候適應能力提升、基礎設施改造、供應鏈穩(wěn)定性和復原力優(yōu)化以及氣候多方協(xié)作等五方面的工作。這是美國軍隊在將氣候因素正式納入作戰(zhàn)思維、形成完備的軍事氣候戰(zhàn)略上邁出的關鍵一步,也為后續(xù)各軍種明確各自的氣候應對策略提供了依據(jù)。
美國《國防氣候適應計劃》整體架構
在美國國防戰(zhàn)略和《國防氣候適應計劃》的牽引下,美國陸軍在2022年2月率先發(fā)布了《氣候戰(zhàn)略》(Climate Strategy),依托三大路徑應對氣候變化:增強軍事設施可持續(xù)性,加大無碳能源在裝備上的應用;優(yōu)化供應網(wǎng)絡,降低能源需求、提升保障能力;普及氣象知識,在訓練和演習中充分考慮氣象風險。美國海軍在幾個月后發(fā)布了《氣候行動2030》(Climate Action 2030),具體五項舉措與《國防氣候行動計劃》保持一致,預計2030年海軍碳排放較2008年下降65%、實現(xiàn)100%無碳電力供應,2035年海軍全部車輛實現(xiàn)零碳排放。而接下來美國空軍《氣候行動計劃》的出臺則標志著美國軍隊自上到下的氣候戰(zhàn)略布局基本建成,并通過隨后的《2022年氣候適應計劃進展報告》對取得的階段性成果進行了總結。
可以說,美國已經(jīng)深刻地認識到氣候變化對未來軍事作戰(zhàn)的重要影響,應對氣候影響涉及到整個美國軍事體系變革,絕非一項由某個項目管理辦公室能夠全權處置的工作。在將氣候政策和行動納入國防部和各軍種整體規(guī)劃的同時,隨著技術水平的進步、對氣候問題認識的加深以及作戰(zhàn)任務需求的變化,美國軍隊也將對氣候部署進行不斷的評估與調(diào)整。例如,美國空軍將通過高級領導人氣候論壇為氣候工作提供監(jiān)督監(jiān)測和實施指導,該論壇將由部長辦公室、空軍副參謀長辦公室和空間作戰(zhàn)副部長辦公室聯(lián)合承辦,并由負責能源、設施和環(huán)境的部長助理主持。
無論是美國國防部還是各軍種的氣候戰(zhàn)略,其核心著眼點總結起來不外乎兩大方面:一是提升氣候適應能力,面對日益惡化的氣候條件確保部隊人員和設施系統(tǒng)能夠繼續(xù)高效運行并完成各類軍事任務;二是降低氣候威脅,立足自身作戰(zhàn)環(huán)境提升能源效率,盡量減少溫室氣體排放、做到生態(tài)系統(tǒng)友好。對于前者而言,盡可能全面地遍歷并預判未來所有可能受到氣候影響的場景尤為關鍵,預則立,不預則廢,只有找準氣候變化與軍事需求的結合點才能夠有的放矢地進行應對和準備。而后者則是一個全局性的低碳乃至零碳發(fā)展問題,電氣化轉型受到各方高度重視,當然這里的方法工具籃子本質(zhì)上也是軍民相通的,美國空軍敏捷至上和“序曲”超聲速飛行器項目就是很好的例子。
正如所宣稱的那樣,“這既是美國空軍應對氣候問題的路線圖,也吹響了后續(xù)行動的號角”,氣候變化不但對軍隊的人員訓練、戰(zhàn)術戰(zhàn)法和后勤保障產(chǎn)生了深遠的影響,也促使其在碳減排和能源變革上發(fā)揮更大的作用。顯而易見,應對氣候變化也是未來我國國防和軍隊現(xiàn)代化建設過程中一個關鍵的環(huán)節(jié),識別氣候變化風險、提升氣候適應水平以及推進替代能源利用,將成為完善國家軍事戰(zhàn)略體系和練兵備戰(zhàn)能力建設必須做好的重要方面。