軍事氣象學 劉永道 陸軍官校 物理系.

Presentation on theme: "軍事氣象學 劉永道 陸軍官校 物理系."— Presentation transcript:

1 軍事氣象學 劉永道 陸軍官校 物理系

2 課程內容 第一章 緒 論 第二章 氣象學概論 第三章 氣象觀測儀簡介 第四章 氣象與陸軍作戰 第五章 氣象與反登陸作戰
第六章 氣象與三軍聯合作戰 第七章 氣候與軍事作戰

3 第一章 緒 論 1~1 軍事氣象學的定義與研究目的 氣象：大氣中的冷、熱、乾、濕、風、雲、雪、霜、霧、雷、電等各種 物理狀態和現象的統稱。
大氣(atmosphere)：包裹在地球周圍的空氣。 緯度、地形、高度、水陸分佈 大氣科學(atmosphere science)：研究所有高、低層大氣現象的科學。 氣象學(meteorology)：研究大氣性質與現象之科學。 物理學、化學、及動力學 偏重在研究與人類生活直接有關的低層天氣現象及變化的大氣科學。 軍事氣象：研究氣象條件對軍事行動、武器的使用和裝備、部隊作戰與 訓練、和國防科學試驗的影響及應用的一門學科。

4 1~2 軍事氣象學發展歷史 氣象於軍事上的應用：正確運用氣象條件，趨利避害，歷來被視為兵家不可缺少的一項指揮藝術。 巧妙運用氣候的戰役：
孫子兵法：道、天（指陰陽、寒暑、時制）、地、將、法，並指出”凡此五者，將莫不聞，知之者勝，不知者不勝”。 巧妙運用氣候的戰役： 赤壁之戰 二次世界大戰：珍珠港 滑鐵盧戰役 … 戰爭與氣候的微妙關係

5 季風：主要是指因冬、夏季節變換而使盛行風向相反或接近相反的環流系
統。季風可分為冬季風和夏季風。 信風：在廣大副熱帶高壓之東及靠赤道風方向，尤以在大西洋上，信風之 發展最強。北半球一月份，信風約在緯度30度，七月份約在緯度35 度開始，自北北東風逐漸順轉為東北，至接近赤道時已經轉為東北 東風。其南方之界限在赤道以北數度。在南半球，東南信風佔相對 之範圍，其風向有類似之轉變，自靠極方之南南東風開始至赤道一 邊已轉為東南東風。在太平洋上，信風僅在海洋之東半部正常展； 在印度洋上，則大致僅在 10 °S 以南發展。信風大部係地面風， 其深度雖有時伸展較高，但通常約自3000至5000呎。信風之特徵為 其方向恆定不變，風速之變化亦不大，係地球上最一致之風系。

6 目前軍事氣象的應用層面：海軍、空軍、砲兵、導彈、化學武器、生物武器和核武器等領域。
軍事氣象機構的成立：兩次世界大戰期間，火炮的射程增大，艦艇活動範圍大大擴展，加上飛機、煙幕、毒氣投入戰爭使用，使得軍事氣象保障日益複雜，不僅要求提供地面氣象觀測及短期的天氣預報，還要求能夠有高空氣象資料及長期的天氣預報。 氣象理論的發展： 鋒面分析 波動學說 雲的成因 目前軍事氣象的應用層面：海軍、空軍、砲兵、導彈、化學武器、生物武器和核武器等領域。

7 1~3 氣象與國防軍事的關係 天氣與氣候始終為影響戰爭成敗的重要因素之一。 現代化兵器對天氣的依賴性
黃帝 vs 蚩尤 （逐鹿之戰） 赤壁之戰 ～ 諸葛亮借東風 元世祖 vs 日本 亞歷山大大帝 vs 印度 拿破崙 & 希特勒 vs 俄國 二次世界大戰 ～ 諾曼第登陸 現代化兵器對天氣的依賴性 天候狀況 vs 衛星、導彈的發射 風向 vs 毒氣或核武器的使用 氣象戰：藉由人工方式製造出如颱風或大風暴等特殊的天氣狀況，以達到不費一槍一彈就能消滅敵人的目標。

8 氣象與各軍種的關係 陸軍 除砲兵之彈道氣象要素外，氣象對核生化作戰自然極端重要。此外，降水控制機械化部隊之活動能力。陸軍的集結、照明、斥候，以及獲得空中支援之程度等亦無不與天氣有關。 海軍： 與海軍有關的氣象為航海氣象，主要乃是研究氣象條件對於艦艇航行、作戰和訓練的影響，艦艇防範及規避危險之航行天氣，以及對於艦艇部隊實施氣象保障的方法。 空軍： 與空軍有關的氣象為航空氣象，主要乃是研究氣象條件對於飛機飛行、作戰和訓練的影響，以及對於航空部隊實施氣象保障的方法。除此之外，空軍有若干特殊任務亦均與氣象有關，如亂流會影響空中加油，卷雲會影響編隊飛行，低雲層會影響飛機之一般照相等，因此空軍的氣象勤務不僅在保障飛行安全，更要確保任務之達成，並發揮最高的作戰效率。

9 1~4 氣象與軍事情報 氣象情報：為了保障軍事活動需要，所獲取的各種氣象訊息。它是軍事情報中重要的一環。（氣象勤務單位負責）
軍事氣象情報的內容： 天氣的實況 天氣預報 危險天氣警報 其它說明各種大氣狀況的各種氣象資料及報告 某地區當時天氣的實際狀況，包括氣溫、氣壓、 濕度、風、雲、降水、能見度及其它天氣現象等

10 天氣預報：是對未來的一定時間、地區所預期會出現天氣的敘述。
長期預報 中期預報 短期預報 超短期預報 危險天氣警報： 是發現或預期有危害人員、裝備安全和妨害部隊任務 的天氣出現時所做的報告。

11 軍事氣象情報獲取方法 氣象情報的搜集與傳遞 利用各種氣象儀器進行地面及高空觀測
利用飛機、艦艇、氣象衛星、氣象雷達及氣象氣球等裝備實施天氣偵察 派遣氣象偵察部隊 設置無人氣象站等 氣象情報的搜集與傳遞 電話 傳真 電腦網路

12 如何有效運用氣象資源 強化氣象知識： 分析過去的戰例，來學習軍事氣象知識，瞭解氣象在戰爭中所扮演的角色，以及天候對於人員、武器裝備的影響，並且搜集最新的氣象資訊，使其變成有用的氣象資訊。 建立氣象統計資料： 氣象情報著重於「即時」與「統計」，即時的天氣資訊，可作為部隊演訓的參考，而蒐集長期大氣之變化資料，以完成每年、每季的氣象分析統計，建立資料庫，使部隊能掌握氣候變化情形、潮濕季節時的武器裝備保養維修，妥善規劃部隊的演訓時程。 建立資訊傳真網路： 氣象資訊的來源有賴各氣象單位共同合作，平時傳遞 氣象資料，戰時提供戰場有關的氣象狀況，以供擬定作 戰計畫，從事氣象研判分析，以建立軍隊之氣象資料檔 ，作為作戰演訓之參考。

13 1~5 氣象與軍事行動 1~5.1 氣象與陸軍作戰 影響陸軍作戰的氣候因素
雲：廣大而厚的雲層能限制空中作戰，低雲影響空投、空降及空軍對地面部隊的支援。 氣溫：氣溫過高，人員易疲勞患病，易燃性彈藥不易儲存，武器射擊時冷卻困難，器材精密度減低，效能減弱。氣溫過低，人員易受凍傷，為了禦寒，常需增加額外裝備及燃料，因而部隊機動性減低，造成補給困難。寒冷亦會使器材精密度減低效能減弱，操作保養困難。 濕度：在濕度重、溫度高的地區，人員易疲勞，武器裝備容易生鏽，保養困難。沙漠地帶熱而乾燥，濕度低，水的需求量大，形成補給上的大問題。 氣壓：在海拔高之山地，對人員的適應有影響，故須對人員施以特別的適應訓練。並且需要特種的器材及裝備。空氣之流通與氣壓梯度有關，實施化學及生物戰劑時，要特別考慮氣壓的關係。 風：風速大時，會影響空投及空降的安全，風速太大時，亦使空中支援困難，武器射擊精確度降低。風速超過某一級數時，核生化戰劑即無法施放，風向也是使用核生化戰劑的重要考慮因素。 降水：降水包含雨、雪和冰雹。降水量過多，會影響道路交通的通行性，使車輛及裝甲部隊的機動性降低。降雪及降雹會影響部隊行動及集結。 能見度：能見度指大氣透明的程度，亦是我們目視能及的最大範圍。大氣中的水汽凝結物，如霧、豪雨，落雪等，及固體雜質如煙、人造煙幕、風沙都會影響能見度。能見度不良，會使觀測、連絡、運輸受阻，防禦者會因能見度不良，而被滲透、奇襲；攻擊者則會因能見度不良，指揮連絡不易，支援火力受阻。

14 1~5.2 氣象與海軍作戰 影響海軍作戰的氣候因素 風：船艦航向之偏差與航行速度，常受風之影響，若風速在40公里/時的情況下，順風航行速率將增加百分之一；逆風航行速率之減低，則視船隻的速率及載重量而定。此外航行中的船隻受風壓影響，風壓與風速的平方成正比，各型艦艇前進與攻擊時之風速以不超過44公里/時為宜。 海浪：大規模之突襲登陸戰役成功與否，全視浪潮而定，因強風巨浪常使航向偏差，使兵力登陸及增援發生困難。 潮汐：對登陸艦艇的影響頗大，搶灘登陸多利用漲潮，在退潮前退出灘頭，或利用低潮時進行卸載，均需完整的潮汐資料方能順利完成。 雲與能見度：雲與能見度與海軍作戰的關係十分密切，尤其航空母艦上飛機之起飛降落，及兩棲登陸時之空中支援更形重要。 浮冰與海港凍結：浮冰與海港凍結是冬季影響中、高緯度海軍活動的兩大因素，浮冰在大西洋的高緯度海域極為嚴重，會影響船艦航行時的安全。中、高緯度海港凍結的時間，必須仰賴天氣預報，以確知何時封港。

15 1~5.3 氣象與空軍作戰 空軍作戰的氣候因素 風：飛機起降大多採逆風飛行，而逆向風力之大小則可影響跑道滾行長度。風速越大，滾行需時較短、爬升較快；風速越小甚至順風起降，則滾行需時較長、爬升較慢。而起飛基地從地面至巡航高度間各層風向、風速的向量和，稱為爬升風，爬升風會影響飛機升空的方向及位置，對防空作戰非常重要。此外強風與颱風是造成飛機失事的重要原因，因此超過25公尺/秒的強風天氣，不宜飛行。 能見度：飛機飛行首重能見度，能見度的好壞對作戰任務的執行有相當大的影響，跑道能見度低於起降標準時，會迫使航機無法起降，作戰目標區若能見度不佳，將使作戰任務無法達到預期的效果；高空能見度不佳時，會模糊飛行員的視線，並干擾其視覺，造成飛行員目測定位困難，須以儀器飛行。空戰時若能見度不佳，將使敵我雙方相互搜索辨識困難；並對空中編隊有不利的影響。 亂流與雲：空中加油區的亂流和雲足以影響飛機安全。晴空亂流會使飛機失去控制，高空的霾雲和卷雲使飛機的能見度大減，妨礙集合編隊與加油，並可能有互撞的危險。此外戰術空軍以戰鬥為主，噴射戰鬥機下滑速度極大，所以低雲對它的安全威脅最大。對於空投或空降而言，低雲使飛機不得不分散，有可能會發生航向偏差，傘兵或空投物品可能落入其他不利地區。 降水：雨、雪等降水，會使作戰空域能見度降低，影響飛安。降雨過大時，跑道積水濕滑，會影響飛機機動起降，並使地面勤務如加油、掛彈等行動遲緩，影響作戰任務的執行。而當雷雨發生時，不僅使能見度降低，在雷雲雨中尚有積水、冰雹及強烈亂流與雷電等現象，易使飛機的設備性能下降，系統短路，對作戰任務飛機之安全，產生嚴重的威脅。 溫度與濕度：起飛基地上的各氣層溫度，會影響從地面爬升到攔截高度所需的時間和耗油量。高空溫度之變異，可促使空氣產生不穩定，而造成大氣對流擾動、亂流等影響飛行的天氣現象。而地面濕度大時，會影響飛機各項精密電子裝備之保修，並易產生失真的現象；高空濕度大時，易生成雲、雨、雪及積冰。此外溫度與濕度的垂直分佈會影響雷達波的折射率，故而影響雷達所涵蓋的測距，飛機一但進入此種超折射現象所形成的雷達死角內，地面雷達就無從發現，氣象人員應將此種資料通知雷達管制人員。 凝結尾：噴射機在攝氏零度以上之濕空氣層飛行時，在機體通過後，易形成凝結尾而暴露飛機的位置、航向與速度，同時會減低水平能見度，妨礙編隊飛行。

16 1~5.4 氣象與三軍聯合作戰 三軍聯合作戰依其任務所需要的氣候因素
陸軍需要登陸時，能見度不宜太好，以免過早被敵人發覺，而遭海岸防砲之射擊。 飛機偵察需要良好的垂直能見度，雲層不能太低，尤忌地面有霧，希望有適當的雲層做為掩護。戰鬥機需要晴朗天氣；戰鬥轟炸機裝有雷達設備，除高空風與亂流外，惡劣天候影響其航行與轟炸目標的程度較小；一般作戰轟炸機對敵方鐵路、橋樑、堡壘等實施轟炸時，需要垂直能見度良好，雲底高度在1830公尺以上，有空隙的層積雲以利掩護之天空最為理想。總之優勢空軍需要雲量不超過4/8，雲底高度在1830公尺以上，能見度在5.6公里以上，風力不超過6級為宜。 海軍需要風平浪靜，海面風力不超過4級，海岸一帶不超過3級，以免換艇登陸時遭受風浪的影響，同時為避免敵機襲擊，以有低雲而水平能見度佳最理想。 空降部隊需要610公尺以下無雲，能見度9.7公里，地面至300公尺之高空風速在每小時33公里及以下為宜。 裝甲部隊希望在登陸前無太多降水，以免陷入泥濘而行動遲緩。

17 1~5.5 氣象與核生化作戰 影響核生化作戰的氣候因素 化學戰劑與氣象：
1~5.5 氣象與核生化作戰 影響核生化作戰的氣候因素 化學戰劑與氣象： 風向與風速：使用化學戰劑時，風向以順向，風速則以每小時5.6至15.8公里為宜。 溫度：大多數化學戰劑的效能，均因溫度而異，高溫可增加地面化學戰劑之蒸發程度，低溫則蒸發緩慢。 濕度：對暫時性化學戰劑有逐漸溶解作用，對持久性毒氣則無直接影響，此外濕度有擴大煙幕劑的效果，及減小縱火劑的效果。 降水：戰時性化學戰劑極易為降水沖淡其濃度而失效，降雪可將持久性毒氣掩蓋使其不易發生作用，降水亦會使煙幕劑或縱火劑的涵蓋面積縮小或完全澆滅。

18 生物戰劑與氣象 溫度：熱及日光均可殺死生物戰劑，大多數病原菌在日光下曝曬，或者加熱至60℃時，均可在短時間內死亡，故使用生物戰劑時，須考慮其抗熱性，一般而言，生物戰攻擊之有利時間應在夜晚。 風向與風速：可決定生物戰劑施放後在空中進行之方向與距離，以計算下風區被攻擊目標受危害區域之範圍，風速在每小時18至37公里之間時，生物戰劑可縮短曝曬的時間，而在衰變期前，其所籠罩的地區較為廣大。 濕度：多種病源菌喜聚集於潮濕陰暗的環境滋生繁殖。反之，乾燥之處病源菌易趨滅亡。 雲：受雲層遮蓋之地區，紫外光線量較低，使生物戰劑易於生存。 降水：大雨可大量減少空氣中戰劑微粒數，微雨亦能使相對濕度增高，而有利若干生物戰劑之運用。 氣壓：高氣壓之下沉氣流對生物戰劑浮質移動有抑制效應。

19 核子武器與氣象 風向與風速：風向與風速會影響落塵及戰劑之散佈範圍大小其強度，強風可使落塵及戰劑散佈區域增大，亦可掃清若干落塵污染地區。
降水：雨雪可降低爆震超壓力及其距離。雨雪能影響落塵及戰劑之散佈，能將空中之放射塵迅速帶至地面，且能減弱幅射威力。 雲：雲層厚薄可影響原子雲上升之高度及爆震威力，雲層可反射熱，可使大氣熱量增加，但當炸點落在較厚雲層的上空或雲中時，則會阻止全部或大部份熱射線到達地面目標之時程。熱射線因雲層之吸收而減低能量，其程度與雲層之厚度及遮蔽量有關。 溫度：高溫對爆震威力影響甚微，而低溫會影響爆震威力。在炎熱的天氣下，因一般人衣著較少，因暴露而受傷害之程度隨之增加。 氣壓：炸點高度越高，空氣密度減低，初發射線之射程則越遠。在極低氣溫時，空氣密度增加，可使射線之射程減少百分之二十五。 濕度：濕度可影響大氣壓力及降水，並可影響核子武器之威力。

20 1~5.6 氣象與政治作戰 影響心戰空飄的要素 風向風速：本省對於中國大陸實施心戰空飄之高空風場須為偏東風向，每年的五月至十月間，本省高空均為深厚之東風，風向穩定，風速平均為每小時40～60浬，為實施高層（五萬呎至十萬呎）心戰空飄作業之最佳時機，可發揮高空空飄飄送距離遠、範圍廣及載重量大等效果，然而定點空飄的誤差較大。每年十月至次年五月適合一萬呎以下之低空空飄作業，金馬地區因與大陸華南地區較近，只要有偏東氣流出現，幾乎全年都可實施。亂流、雷雨、鋒面及颱風等特殊天氣會影響風向風速，會影響空飄的準確度。 溫度：溫度直減率過大時，易使空飄氣球之球體脆裂，會影響心戰空飄的成功率。

21