Previsioni del tempo come moltiplicatore di forza: Possedere il Tempo nel 2025
Previsioni del tempo come moltiplicatore di forza:
Possedere il Tempo nel 2025
A Research Paper
Presented To
Air Force 2025
by
Col Tamzy J. House
Lt Col James B. Near, Jr.
LTC William B. Shields (USA)
Maj Ronald J. Celentano
Maj David M. Husband
Maj Ann E. Mercer
Maj James E. Pugh
August 1996
Esonero di responsabilità
2025 è uno studio progettato in conformità con una direttiva dal Capo di Stato Maggiore dell'Aeronautica Militare per esaminare la concetti, capacità e tecnologie gli Stati Uniti avranno bisogno di rimanere l'aria dominante e lo spazio costringere in futuro. Presentato il 17 giugno 1996, la presente relazione è stata prodotta nel Dipartimento della Difesa scuola ambiente di libertà accademica e nell'interesse di avanzare concetti relativi alla difesa nazionale. gli opinioni espresse nel presente rapporto sono quelle degli autori e non riflettono la politica ufficiale o la posizione del United States Air Force, Dipartimento della Difesa, o di governo degli Stati Uniti.
This report contains fictional representations of future situations/scenarios. Any similarities to real people or events, other than those specifically cited, are unintentional and are for purposes of illustration only.This publication has been reviewed by security and policy review authorities, is unclassified, and is cleared for public release.
Ringraziamenti
Esprimiamo il nostro apprezzamento per il signor Mike McKim di Air War College che ha fornito una ricchezza di competenze tecniche e idee innovative che ha contribuito significativamente al nostro giornale. Siamo anche particolarmente grato per il sostegno devoto delle nostre famiglie nel corso di questo progetto di ricerca. La loro comprensione e pazienza durante il periodo di ricerca esigente erano cruciali per il successo del progetto.
executive Summary
Nel 2025, le forze aerospaziali degli Stati Uniti possono "possedere il clima" capitalizzando le tecnologie emergenti e messa a fuoco lo sviluppo di quelle tecnologie per le applicazioni di combattimento. Tale capacità offre la guerra strumenti da combattimento per modellare il campo di battaglia in modi mai prima possibile. Esso offre l'opportunità di impatto operazioni attraverso l'intero spettro di conflitti ed è pertinente a tutti i futuri possibili. Lo scopo di questo lavoro è quello di delineare una strategia per l'uso di un futuro sistema di modificazione del clima per ottenere militare obiettivi piuttosto che di fornire una road map tecniche dettagliate. Un alto rischio, alta ricompensa sforzo, la modificazione del clima offre un dilemma non dissimile dalla scissione del atomo. Mentre alcuni segmenti della società saranno sempre restii ad esaminare questioni controverse come la la modificazione del clima, le capacità militari enormi che potrebbero derivare da questo campo vengono ignorati a nostra rischio e pericolo. Sviluppo delle operazioni amiche o disturbare quelle del nemico tramite sartoria su piccola scala di modelli climatici e per completare il dominio delle comunicazioni globali e il controllo, la modificazione del clima offre al combattente un'ampia gamma di possibili opzioni per sconfiggere o reprimere un avversario. Alcune delle capacità potenziali di un sistema di modificazione del clima potrebbe fornire a un combattimento in guerra comandante in capo (CINC) sono elencati nella tabella 1. Avanzamenti tecnologici in cinque aree principali sono necessari per una modificazione del clima integrato capacità di: (1) avanzate tecniche di modellazione non lineare, (2) capacità di calcolo, (3) le informazioni raccolta e di trasmissione, (4) una serie di sensori globale, e (5) tecniche di intervento meteorologiche. esistono oggi e gli altri strumenti di intervento può essere sviluppato e perfezionato in futuro.
tabella 1
Capacità operative Matrix
Degradare le forze nemiche ENHANCE forze amiche
Precipitazioni Precipitazioni Enhancement Prevenzione
- Linee di inondazione della Comunicazione - mantenere / migliorare LOC
- Ridurre PGM / Recce Efficacia - mantenere la visibilità
- Diminuire Comfort Livello / Morale - Mantenere Comfort Livello / Morale
Tempesta Enhancement Tempesta Modification
- Nega Operations - Scegli Battlespace Ambiente
Precipitazioni Denial Space Weather
- Nega Fresh Water - Migliorare l'affidabilità della comunicazione
- Indurre Siccità - Trasmissioni Enemy Intercept
- Rivitalizzare risorse spaziali
Space Weather
- Interrompere le comunicazioni / Radar
- Disabilitare / Distruggere risorse spaziali
Nebbia e Generazione Nube
- Aumentare Occultamento
Nebbia e Cloud rimozione Nebbia e rimozione Nube
- Nega Occultamento - mantenere le operazioni Airfield
- Aumentare la vulnerabilità alla PGM / Recce - Migliora PGM Efficacia
Rileva ostili meteo Attività difendersi da Capabilities Enemy
Tecnologie attuali che matureranno nel corso dei prossimi 30 anni offrirà chiunque abbia la necessaria risorse la capacità di modificare metereologiche ei loro effetti corrispondenti, almeno su scala locale. Tendenze demografiche, economiche e ambientali attuali creeranno tensioni globali che forniscono il impulso necessario per molti paesi o gruppi di trasformare questa capacità la modificazione del clima in una capacità. Negli Stati Uniti, la modificazione del clima diventerà probabilmente una parte della politica di sicurezza nazionale con entrambe le applicazioni nazionali e internazionali. Il nostro governo persegue questa politica, a seconda della sua interessi, a vari livelli. Questi livelli potrebbero includere azioni unilaterali, partecipazione a un titolo quadro di come la NATO, l'appartenenza a una organizzazione internazionale come l'ONU, o la partecipazione a un coalizione. Partendo dal presupposto che nel 2025 la nostra strategia di sicurezza nazionale comprende la modificazione del clima, il suo uso nel nostro strategia militare nazionale sarà naturalmente seguire. Oltre ai notevoli vantaggi di una capacità operativa fornirebbe, un'altra motivazione a perseguire la modificazione del clima è per scoraggiare e contrastare il potenziale avversari.
In questo lavoro abbiamo dimostrato che l'applicazione appropriata di modificazione del clima può fornire campo di battaglia dominanza di un grado mai prima immaginato. In futuro, tali operazioni potranno migliorare l'aria e lo spazio superiorità e di fornire nuove opzioni per il campo di battaglia modellatura e la consapevolezza di battaglia.
"La tecnologia è lì, in attesa di noi a tirare tutti insieme, "nel 2025 ci si può" possedere il clima ".
Note
1
Le capacità di modificazione del clima descritti in questo documento sono coerenti con l'esercizio ambienti e missioni rilevanti per le forze aerospaziali nel 2025 come definito da AF / LR, una pianificazione di lungo periodo ufficio relazioni alla CSAF [sulla base di AF / LR PowerPoint briefing "Air and Space Potenza quadro per Strategia di sviluppo (JDA-2lr.ppt)]. "
2
Generale Gordon R. Sullivan, "Moving nel 21 ° secolo: Esercito e modernizzazione americana," Military Review (luglio 1993), citato in Mary Ann Seagraves e Richard Szymber, "Tempo di Forza Moltiplicatore, "Military Review, novembre / dicembre 1995 75.
Capitolo 1
introduzione
Scenario: Immaginate che nel 2025 gli Stati Uniti stanno combattendo una ricca, ma ormai consolidata, politicamente potente cartello della droga in Sud America. Il cartello ha acquistato centinaia di combattenti russi e cinesi-costruito che hanno ostacolato con successo i nostri tentativi di attaccare i loro impianti di produzione. Con il loro numerica locale superiorità e di linee interne, il cartello sta lanciando più di 10 velivoli per ogni uno dei nostri. Inoltre, il cartello sta usando il sistema francese probatoire d 'osservazione de la terre (SPOT) di posizionamento e di monitoraggio sistemi di linguaggio figurato, che nel 2025 sono in grado di trasmettere, immagini multispettrali near-real-time con 1 risoluzione metro. Gli Stati Uniti vuole impegnare il nemico in condizioni di disparità al fine di sfruttare appieno il potenzialità dei nostri aerei e munizioni. Analisi meteorologica rivela che equatoriali del Sud America ha in genere temporali pomeridiani su ogni giorno per tutto l'anno. La nostra intelligence ha confermato che i piloti di cartello sono riluttanti a volare in o vicino temporali. Quindi, il nostro tempo elemento di supporto forza (WFSE), che è una parte del comandante (CINC) d'aria centrale del capo operazioni (AOC), ha il compito di prevedere percorsi di tempesta e di trigger o intensificare celle temporalesche su aree bersaglio critiche che il nemico deve difendere con i loro aerei. dato che nostri aerei nel 2025 hanno tutte le stagioni capacità, la minaccia temporale è minimo per le nostre forze, e possiamo in modo efficace e decisamente controllare il cielo sopra il bersaglio. Il WFSE ha le capacità del sensore e di comunicazione necessari per osservare, rilevare, e agire su requisiti di modificazione del clima per sostenere gli obiettivi militari statunitensi. Queste capacità sono parte di un avanzato sistema di area di battaglia che supporta il CINC bellica. Nel nostro scenario, i compiti CINC il WFSE per condurre una intensificazione tempesta e le operazioni di occultamento. I modelli WFSE le condizioni atmosferiche di prevedere, con il 90 per cento la fiducia, la probabilità di modifica riuscita utilizzando nuvola nell'aria generazione e la semina. Nel 2025, i veicoli aerospaziali disabitate (UAV) sono abitualmente utilizzati per le operazioni di modificazione del clima. Incrociando i tempi desiderati attacco con vento e le previsioni temporali e la SPOT Satellite proiettato orbita, il WFSE genera profili di missione per ogni UAV. Le guide WFSE ogni UAV usando informazioni quasi in tempo reale da una serie di sensori in rete. Prima l'attacco, che è coordinato con le condizioni meteorologiche previste, gli UAV iniziano nuvola generazione e le operazioni di semina. UAV disperdere uno scudo cirri per negare nemico visive e ad infrarossi (IR) sorveglianza. Contemporaneamente, i riscaldatori a microonde creano scintillazione localizzata per disturbare il rilevamento attivo tramite radar sistemi come la ricerca canadese disponibili in commercio e di soccorso ad apertura sintetica (SAR) localizzazione satellitare assistita (SARSAT), che sarà ampiamente disponibile nel 2025. Altre operazioni di cloud seeding causare un temporale in via di sviluppo a intensificare il bersaglio, limitando gravemente la capacità del nemico di difendere. Il WFSE monitora l'intera operazione in tempo reale, e prende atto del positivo completamento di un altro molto importante, ma la missione la modificazione del clima di routine. Questo scenario può sembrare inverosimile, ma nel 2025 è all'interno del regno della possibilità. Il prossimo capitolo esplora le ragioni per la modificazione del clima, definisce il campo di applicazione, ed esamina le tendenze che renderanno più possibile nei prossimi 30 anni.
Capitolo 2
Capability Required
Perché vorremmo Mess con il tempo?
Secondo Gen Gordon Sullivan, l'ex capo di stato maggiore, "Come saltiamo la tecnologia nel 21 °
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secolo, saremo in grado di vedere il giorno nemico o di notte, con qualsiasi tempo, e andare dopo di lui senza sosta. "Un, precisa in tempo reale, robusto, capacità di modificazione del clima globale, sistematica fornirebbe combattimento in guerra CINCs con un potente moltiplicatore di forza per raggiungere obiettivi militari. Dal tempo sarà comune a tutti futuri possibili, una capacità di modificazione del clima potrebbero essere universalmente applicabile ed avere utilità in tutto l'intero spettro dei conflitti. La capacità di influenzare il tempo anche su piccola scala potrebbe cambiare da un degrader forza di un moltiplicatore di forza. La gente ha sempre voluto essere in grado di fare qualcosa per il clima. Negli Stati Uniti, già nel 1839, archivi dei giornali raccontano di persone con idee serie e creative su come rendere la pioggia.
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Nel 1957, la comitato consultivo del presidente sul controllo del tempo esplicitamente riconosciuto il potenziale militare del tempo-modificazione, avvertendo nella loro relazione che potrebbe diventare un arma più importante che la bomba atomica.
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Comunque, polemiche dal 1947 riguardante le eventuali conseguenze giuridiche derivanti dalla alterazione intenzionale di grandi sistemi di tempesta ha fatto sì che poco sperimentazione futuro potrebbe essere condotta su
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tempeste che avevano il potenziale per raggiungere terra.Nel 1977, l'Assemblea Generale delle Nazioni Unite ha adottato una risoluzione che vieta l'uso ostile delle tecniche di modificazione ambientale. La risultante "Convenzione sulla Proibizione dell'uso militare o di altra ostile di Tecnica Modifica ambientale (ENMOD) "impegnano i firmatari ad astenersi da qualsiasi uso ostile militare o di modificazione del clima che
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potrebbe provocare effetti diffusi , duraturi , o grave . Mentre questi due eventi non hanno fermato la perseguimento della ricerca la modificazione del clima , hanno inibito in modo significativo il suo ritmo e lo sviluppo di tecnologie associate , mentre produce un focus primario sulle attività repressive contro intensificazione . L'influenza del clima sulle operazioni militari è da tempo riconosciuto . Durante la seconda guerra mondiale , Eisenhower ha detto , [i ] n Europa cattivo tempo è il peggior nemico dell'aria [ operazioni ] . Qualche soldato una volta ha detto: " Il tempo è sempre neutrale . " Niente di più falso. Il maltempo è ovviamente il nemico di fianco che cerca di lanciare progetti che richiedono il bel tempo , o di
il lato che possiede grandi risorse , come ad esempio le forze di aria forte, che dipendono da una buona
Previsioni del tempo per le operazioni efficaci . Se davvero brutto tempo dovrebbe durare permanentemente, il
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Nazista avrebbe bisogno di niente altro per difendere la costa della Normandia ! L'impatto del tempo è stato importante anche per più recenti operazioni militari . Un numero significativo delle sortite d'aria in Tuzla durante la distribuzione iniziale sostenere l' operazione di pace in Bosnia interrotta a causa agli agenti atmosferici . Durante l'operazione Desert Storm , Gen Buster C. Glosson chiese a suo tempo ufficiale di dirgli
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che gli obiettivi sarebbero chiare in 48 ore per l'inclusione nell'ordine tasking aria ( ATO ) . ma corrente previsione capacità è solo l'85 per cento accurato per non più di 24 ore, che non soddisfano adeguatamente le esigenze del ciclo di pianificazione ATO . Oltre il 50 per cento del F -117 sortite tempo abortito oltre i loro obiettivi e A-10 ha volato solo 75 dei 200 pianificati Chiudi Supporto missioni a causa della copertura nuvolosa bassa dell'aria ( CAS ) nel corso
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i primi due giorni della campagna . L' applicazione della tecnologia di modificazione del clima per cancellare un buco sopra Gli obiettivi abbastanza a lungo per la F - 117s per attaccare e mettere bombe sul bersaglio o deselezionare la nebbia dalla pista Tuzla sarebbe stato molto efficace moltiplicatore di forza . La modificazione del clima ha chiaramente potenziale di uso militare a livello operativo per ridurre gli elementi di nebbia e di attrito per le operazioni amichevoli e di aumentare significativamente loro per il nemico. Cosa si intende per " Meteo - modifica" ? Oggi, la modificazione del clima è l'alterazione dei fenomeni meteorologici su un'area limitata per un periodo limitato
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periodo di tempo . Entro i prossimi tre decenni , il concetto di modificazione del clima potrebbe espandersi per includere la capacità di plasmare modelli meteorologici , influenzando i loro fattori determinanti .Il raggiungimento di un tale grandecapacità di modificazione del clima accurato e ragionevolmente preciso nei prossimi 30 anni sarà necessario superare alcuni ostacoli tecnologici e giuridici impegnativo ma non insormontabile .
Tecnologicamente , dobbiamo avere una solida conoscenza delle variabili che influenzano tempo . Dobbiamo essere in grado di modellare la dinamica delle loro relazioni , mappare i possibili risultati delle loro interazioni , misurare la loro valori in tempo reale effettivi e influenzare i loro valori per raggiungere un risultato desiderato . La società dovrà fornire le risorse e le basi giuridiche per una capacità matura di sviluppare . Come potrebbe tutto questo accada ? gli seguente scenario teorico postula come la modificazione del clima potrebbe diventare sia tecnicamente possibile e socialmente desiderabile per il 2025 . Tra oggi e il 2005, i progressi tecnologici in meteorologia e la domanda di più preciso informazioni meteo da aziende globali comporterà l' identificazione di successo e parametrizzazione le principali variabili che influenzano tempo . Entro il 2015 , i progressi nella capacità di calcolo , le tecniche di modellazione, ed atmosferico tracciamento informazioni produrrà una previsione meteo estremamente preciso e affidabile capacità , convalidato contro tempo reale. Nel decennio successivo , la densità della popolazione mettono sotto pressione sulla disponibilità e sul costo del cibo e di acqua utilizzabile in tutto il mondo . Vita Massive e le perdite di proprietà associata a calamità atmosferiche naturali diventano sempre più inaccettabili . Spingono queste pressioni governi e / o di altre organizzazioni che sono in grado di capitalizzare i progressi tecnologici del precedenti 20 anni per perseguire una capacità di modificazione del clima di grande precisione e ragionevolmente preciso . gli sempre più urgente di realizzare i benefici di questa capacità stimola leggi e trattati , e alcuni unilaterale azioni , rendendo i rischi necessari per convalidare e raffinare accettabile . Nel 2025,il mondo,o parti di esso ,sono in grado di plasmare modelli meteorologici locali influenzando i fattori che influenzano il clima , precipitazioni, tempeste e loro effetti , nebbia e nei pressi dello spazio . Queste applicazioni civili altamente accurate e ragionevolmente precisa di tecnologia la modificazione del clima hanno implicazioni militari ovvie . Ciò è particolarmente vero per il settore aerospaziale forze , mentre per tempo può influenzare tutti i mezzi di funzionamento, in cui opera la nostra. Il termine la modificazione del clima possono avere connotazioni negative per molte persone , civili e militari componenti simili. E 'quindi importante definire la portata da considerare in questo lavoro in modo che i potenziali critici o fautori di ulteriori ricerche hanno una base comune di discussione . Nel senso più ampio , la modificazione del clima possono essere suddivisi in due categorie principali : soppressione e intensificazione dei modelli meteorologici . In casi estremi , potrebbe comportare la creazione di completamente nuovo climamodelli , attenuazione o il controllo di temporali , o anche alterazione del clima globale su una e / o di vasta portata scala di lunga durata . Nei casi più lievi e meno controversa può consistere di indurre o sopprimere precipitazioni , nuvole , nebbia o per tempi brevi su una regione di piccole dimensioni . Altre applicazioni a bassa intensità potrebbe includere l' alterazione e / o l'uso di spazio vicino come mezzo per migliorare le comunicazioni , disturbare attivo o rilevamento passivi, o per altri scopi . Nel condurre la ricerca per questo studio , il più ampio possibile interpretazione di modificazione del clima è stato inizialmente abbracciato , in modo che la più ampia gamma di opportunità disponibile per i nostri militari nel 2025 sono stati considerati pensieroso . Tuttavia, per varie ragioni descritte di seguito , il presente documento si concentra principalmente su forme localizzate e di breve termine di modificazione del clima e come questi potrebbero essere incorporati nella capacità di combattimento in guerra . Le aree principali discussi includono la generazione e dissipazione di precipitazioni , nuvole e nebbia ; modifica di sistemi di tempesta localizzati , e l' uso del spazio ionosfera e vicino per il controllo dello spazio e il dominio delle comunicazioni . coerenti con CJCSI 3.810,01 , "Funzionamento del meteorologiche e oceanografiche ." Queste applicazioni sono
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Esempi estremi e controversi della Weather Modification - creazione di made-to -order tempo , modificazione larga scala clima , creazione e / o controllo (o " volante " ) di temporali , ecc - erano studiato come parte di questo studio, ma solo ricevere breve cenno qui perché , a giudizio degli autori, la
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ostacoli tecnici che impediscono l'applicazione appaiono insormontabili entro 30 anni. Se così non fosse caso , tali applicazioni sarebbe stata inclusa in questo rapporto come potenziali opzioni militari , nonostante la loro natura controversa e potenzialmente malevoli e la loro incoerenza con in piedi accordi delle Nazioni Unite per che gli Stati Uniti sono uno dei firmatari . D'altra parte , le applicazioni meteo - modificazione proposta in questa gamma relazione tecnicamente dimostrata potenzialmente realizzabile . Sono simili , tuttavia , in che nessuno sta attualmente impiegati o immaginato per l'occupazione dalle nostre forze operative. Essi sono simili nella loro valore potenziale per il combattente della guerra di il futuro , come ci auguriamo di trasmettere nei capitoli seguenti . Un sistema integrato fittizia che incorpora strumenti di modificazione del clima saranno descritti nel prossimo capitolo ; come potrebbero essere applicati questi strumenti vengono poi discusso nel quadro del concetto operativo nel capitolo 4 .
Gen Gordon R. Sullivan, "Moving nel 21 ° secolo: Esercito e modernizzazione americana,"Military Review (luglio 1993), citato in Mary Ann Seagraves e Richard Szymber, "Tempo di Forza Moltiplicatore, "Military Review, novembre / dicembre 1995 75.
2
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3
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4
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5
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6
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CJCSI 3.810,01, Operations meteorologiche e oceanografiche, 10 gennaio 95. questo CJCS
Istruzione stabilisce la politica ed attribuisce le responsabilità per la conduzione meteorologiche e oceanografiche operazioni . Esso definisce inoltre i termini diffuso , duraturo e grave , al fine di identificare quelle attività che le forze degli Stati Uniti è vietato condurre sotto i termini della Modifica ambientale delle Nazioni Unite Convenzione . Diffusa è definito come comprendente una zona sulla scala di diverse centinaia km; duraturo significa che dura per un periodo di mesi , pari a circa una stagione , e grave comporta gravi o significative interruzioni o danni alla vita umana , le risorse naturali ed economiche , o di altre attività .
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Preoccupazione per le conseguenze non intenzionali di tentare di "controllare" il clima è ben giustificata . Meteo è un classico esempio di un sistema caotico (cioè un sistema che non si ripete mai esattamente ) . Un caotico sistema è anche estremamente sensibile : differenze minuscole in condizioni influenzano notevolmente i risultati . secondo Il dottor Glenn James , un esperto di caos ampiamente pubblicato , progressi tecnici possono fornire un mezzo per prevedere quando transizioni meteo si verifichino e la grandezza degli ingressi richiesto per provocare tali transizioni , tuttavia, non sarà mai possibile prevedere con precisione i cambiamenti che si verificano a seguito di nostri input . La natura caotica del tempo limita anche la nostra capacità di fare accurate previsioni a lungo raggio . Il celebre fisico Edward Teller calcoli recentemente presentato lui eseguiti per determinare la previsione meteorologica a lungo raggio miglioramento che risulterebbe da una costellazione di satelliti che fornisce misurazioni atmosferiche continue più di 1 griglia di km2 in tutto il mondo . Tale sistema , che è attualmente costo proibitivo , migliorerebbe solo lungo previsioni a dagli attuali cinque giorni per circa 14 giorni . Chiaramente, ci sono preciso fisico limiti alla capacità dell'uomo di controllare la natura , ma la portata di tali limiti fisici rimane una questione aperta . Fonti: GE James , "Chaos Theory : The Essentials per applicazioni militari , " in ACSC Air Theater Campagna Studi Coursebook , AY96 , 8 ( Maxwell AFB , Ala: Air University Press , 1995) , 1-64 . gli Calcoli Teller sono citati in riferimento 49 di questa fonte .
Capitolo 3
Descrizione del sistema
La nostra visione è che entro il 2025 il militare potrebbe influenzare il tempo su un mesoscala (<200 km2) o microscala (local area immediato) per raggiungere le capacità operative, quali quelli elencati nella Tabella 1. La capacità sarebbe il risultato sinergico di un sistema costituito da (1) specialisti altamente qualificati meteo forza (WFS) che sono membri di tempo elemento di supporto vigore del CINC (WFSE), (2) accedere alle porte per la rete globale del tempo (GWN) , in cui le osservazioni meteorologiche in tutto il mondo e le previsioni si ottengono in tempo reale vicino da fonti civili e militari, (3) un denso, altamente accurata dell'area meteo locale di rilevamento e sistema di comunicazione; (4) di un computer locale modellistica meteo-modifica avanzata e la previsione capacità nel settore di responsabilità (AOR), (5) le tecnologie di intervento tempo-modifica provata, e (6) una capacità di feedback. Il Meteo Network Globale La GWN è previsto per essere un espansione evolutiva della rete attuale militari e civili a livello mondiale di dati meteo. Entro il 2025, sarà un ad alta velocità, larghezza di banda estesa, rete di comunicazione eccellente pieno di osservazioni meteo near-real-time presi da una densa rete di osservazione e di tutto il mondo più accurata derivante da molto migliorato terra, aereo, marittimo, e sensori spaziali. La rete fornirà anche l'accesso a prevedere centri di tutto il mondo dove, previsione e dati prodotti su misura sofisticati, generati dai modelli di previsione del tempo (globale, regionale, locale, specializzata, ecc) sulla base delle più recenti tecniche matematiche non lineari sono resi disponibili a GWN clienti per uso near-real-time.Per il 2025, prevediamo che i modelli di previsione del tempo, in generale, e mesoscala la modificazione del clima modelli, in particolare, saranno in grado di emulare tutte le variabili meteo-produzione, insieme con la loro interrelati dinamiche, e dimostrare di essere estremamente preciso in prove di misurazione severe contro i dati empirici. i cervelli di questi modelli saranno software avanzato e funzionalità hardware che possono ingerire rapidamente migliaia di miliardi di punti di dati ambientali, unirle in basi di dati utilizzabili, elaborare i dati attraverso la previsione meteorologica
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modelli, e diffondere le informazioni meteo sulla GWN in near-real-time. Questa rete è raffigurato schematicamente in figura 3-1.
Source: Microsoft Clipart Gallery © 1995 with courtesy from Microsoft.
Figure 3-1. Global Weather Network
Evidenza del futuro modellazione del tempo in evoluzione e capacità di previsione nonché la GWN può essere visto nel National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) piano strategico 1995-2005. esso comprende elementi del programma "Il preavviso breve termine e servizi di previsione, implementare stagionale di inter-annuale
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previsioni del clima, e di prevedere e valutare decadale al cambiamento centenario, "non include, tuttavia, i piani per la modellazione di modificazione del clima o di sviluppo tecnologico modifica. Piani del NOAA includono ampi programmi di raccolta di dati, come radar di nuova generazione (NEXRAD) e Doppler tempo sistemi di sorveglianza dispiegati negli Stati Uniti. I dati di questi sistemi di rilevamento alimentano oltre 100 centri di previsioni per l'elaborazione da parte del Meteo Interattivo sistema di elaborazione avanzata (AWIPS), che fornirà la comunicazione dei dati, l'elaborazione e capacità di visualizzazione per esteso la previsione. Inoltre, NOAA ha affittato un Cray C90 supercomputer in grado di eseguire oltre 1.5x1010 operazioni al secondo che è già stato utilizzato per eseguire un sistema di previsione uragano.
L'applicazione Meteo modifica alle operazioni militari
Come faranno i militari, in generale, e l'USAF, in particolare, la gestione e impiegare un tempo- capacità di modifica? Noi immaginiamo questo sarà fatto da parte l'elemento di supporto vigore meteo (WFSE), la cui missione principale sarebbe quello di sostenere le CINCs di combattimento con le opzioni di modificazione del clima, in Oltre al supporto delle previsioni attuali. Anche se il WFSE potrebbe operare ovunque purché abbia accesso per la GWN e le componenti del sistema già discussi, sarà più che probabile essere un componente all'interno del AOC o il suo 2025-equivalente. Con l'intento del CINC come guida, la WFSE formula meteo-opzioni di modifica utilizzando le informazioni fornite dalla, rete dati meteo locale GWN, e tempo-Modifica modello di previsione. Le opzioni includono gamma di effetti, probabilità di successo, le risorse da esaurita, la vulnerabilità del nemico, e rischi. Il CINC sceglie un effetto sulla base di questi input,e il WFSE poi implementa il corso scelto, selezionando gli strumenti di modifica di destra e li impiega per ottenere l'effetto desiderato. Sensori rilevano il cambiamento e dati del feed sul nuovo modello di tempo per la sistema di modellazione che aggiorna le sue previsioni di conseguenza. Il WFSE verifica l'efficacia dei suoi sforzi abbattendo le attuali condizioni aggiornati e nuova previsione (s) dai dati meteo GWN e locali di rete e piani di follow-in missioni come necessario. Questo concetto è illustrato in figura 3-2.
Figura 3-2. Il sistema militare per le operazioni la modificazione del clima.
Personale WFSE avranno bisogno di essere esperti in sistemi informativi e ben istruiti nelle arti di entrambi offensiva e difensiva informazioni guerra. Avrebbero anche avere una comprensione approfondita della GWN e un apprezzamento per quanto la modificazione del clima potrebbero essere impiegate per soddisfare le esigenze di un Cinc. A causa della rete natura nodale della GWN, questo concetto dovrebbe essere molto flessibile. Per esempio, un WFSE potrebbe essere assegnato a ciascun teatro per fornire sostegno diretto al CINC. Il sistema sarebbe resiliente, con più nodi collegati al GWN. Un prodotto dell'era dell'informazione, questo sistema sarebbe più vulnerabile a guerra dell'informazione. ogni WFSE avrebbe bisogno più attuali capacità di informazione difensive e offensive a disposizione. Defensive abilità sarebbe necessario per la sopravvivenza. Abilità offensive potrebbero fornire opzioni di spoofing per creare Previsioni del tempo virtuale nel sensoriale del nemico e dei sistemi informativi, rendendo più probabile per loro di fare decisioni di produrre risultati della nostra scelta, piuttosto che la loro. Esso consentirebbe inoltre la capacità di mascherare o mascherare le nostre attività la modificazione del clima.
Note
1
SPACECAST 2020, Space Weather supporto per le comunicazioni, carta bianca G (Maxwell AFB, Ala: Air War College/2020, 1994).
2
Rear Adm Sigmund Petersen, "NOAA si sposta verso il 21 ° secolo," L'Ingegnere Militare 20, no. 571 (giugno-luglio 1995): 44.
3
Ibid.
4
William Brown, "I matematici imparare a domare Caos," New Scientist (30 maggio 1992): 16.
Capitolo 4
Concetto operativo
L'ingrediente essenziale del sistema di modificazione del clima è l'insieme delle tecniche di intervento utilizzate per modificare il tempo. Il numero di metodologie di intervento specifiche è limitata solo dalla fantasia, ma con poche eccezioni che coinvolgono sia infondendo energia o di sostanze chimiche nel processo meteorologico nel modo giusto, al posto giusto e nel tempo. L'intervento potrebbe essere progettato per modificare il tempo in una numero di modi, come ad esempio influenzare nubi e precipitazioni, intensità tempesta, il clima, lo spazio, o la nebbia.
Precipitazioni
Per secoli l'uomo ha desiderato la capacità di influenzare le precipitazioni al momento e nel luogo di sua scelta. Fino a poco tempo, il successo nel raggiungimento di questo obiettivo è stato minimo,tuttavia, una nuova finestra di opportunità può esistere derivanti dallo sviluppo di nuove tecnologie e di un interesse crescente nel mondo alleviare acqua carenze attraverso la valorizzazione precipitazione. Di conseguenza, sosteniamo che il DOD esplorare i molti opportunità (e anche le ramificazioni) derivanti da sviluppo di una capacità di influenzare precipitazione o di condurre una "modifica precipitazione selettiva." Anche se la capacità di influenzare precipitazione nel lungo termine (cioè per più di alcuni giorni) è ancora completamente chiara. Nel 2025 abbiamo sarà certamente in grado di aumentare o diminuire precipitazione nel breve periodo in una zona localizzata. Prima di discutere la ricerca in questo settore, è importante descrivere i benefici di una tale capacità. Mentre molte operazioni militari possono essere influenzati dalle precipitazioni, la mobilità terra è più colpito. Influenzare precipitazione potrebbe rivelarsi utile in due modi. In primo luogo, migliorare la precipitazione potrebbe diminuire la trafficabilità nemico da confondere terreno, ma anche di influenzare il loro morale. In secondo luogo, la soppressione precipitazione potrebbe aumentare trafficabilità amichevole con l'essiccazione un'area altrimenti infangato. Qual è la possibilità di sviluppare questa capacità e applicandolo alle operazioni tattiche per il 2025? Più vicino di quanto si possa pensare. La ricerca è stata condotta in modifica precipitazioni per molti anni, e un aspetto della tecnologia risultante è stato applicato alle operazioni durante la guerra del Vietnam. questi iniziale tentativi di fornire una base per l'ulteriore sviluppo di una vera capacità di precipitazione selettiva modifica. Abbastanza interessante, il governo degli Stati Uniti ha preso una decisione consapevole di smettere di costruire su questo fondazione. Come accennato in precedenza, gli accordi internazionali hanno impedito gli Stati Uniti di indagare operazioni di modificazione del clima che potrebbero avere effetti di ampia portata e di lunga durata, o grave. tuttavia, possibilità esistono (entro i confini dei trattati stabiliti) per l'utilizzo di precipitazione localizzata modifiche nel breve periodo, con risultati limitati e potenzialmente positivo.
Queste possibilità risalgono alla nostra sperimentazione precedente con modifica precipitazioni. come dichiarato in un articolo apparso sul Journal of Applied Meteorology,
presto tutti gli sforzi che la modificazione del clima nel corso dell'ultimo quarto di secolo sono stati volti a produrre cambiamenti nella scala nuvola attraverso lo sfruttamento del vapore saturo differenza di pressione tra acqua e ghiaccio. Questo non deve essere criticata, ma è ora di prendere in considerazione anche la possibilità di modificazione del clima su altre scale spazio-temporali e con altre ipotesi fisiche.
Questo studio di William M. Gray, et al., Investigato l'ipotesi che "significative influenze benefiche può essere derivata attraverso lo sfruttamento giudizioso del potenziale di assorbimento solare di polvere di nero di carbonio ". gli studiare infine rilevato che questa tecnologia potrebbe essere utilizzata per migliorare precipitazioni sulla mesoscala, generare cirro nuvole, e migliorare cumulonembi (temporali) nubi in aree altrimenti a secco. La tecnologia può essere descritto come segue. Proprio come un tetto di catrame nero assorbe facilmente l'energia solare e successivamente irradia calore durante una giornata di sole, nero di carbonio inoltre assorbe facilmente l'energia solare. in cui disperso in forma microscopica o "polvere" in aria sopra un grande corpo di acqua, il carbonio diventa calda e riscalda l'aria circostante, aumentando così la quantità di evaporazione dal corpo d'acqua sottostante. come l' aria circostante si riscalda, pacchi di aria aumenta e il vapore acqueo contenuto nel pacchetto di aria Rising eventualmente condensare per formare le nubi. Nel corso del tempo le goccioline di nubi aumentano di dimensione, come più e più acqua vapore condensa, e alla fine diventano troppo grandi e pesanti per rimanere sospesa e cadranno come pioggia o altre forme di precipitazioni .Lo studio sottolinea che questa tecnologia di miglioramento precipitazione sarebbe lavorare meglio " controvento da coste con flusso onshore . " neve lago - effetto lungo il bordo meridionale della Great Lakes è un fenomeno presente in natura in base a dinamiche simili . Può questo tipo di tecnologia di miglioramento delle precipitazioni avere applicazioni militari ? Sì, se il diritto esistono condizioni . Per esempio, se abbiamo la fortuna di avere una abbastanza grande massa d'acqua disponibile sopravento dal campo di battaglia mirata , polvere di carbonio potrebbe essere collocato nell'atmosfera sopra l'acqua . Supponendo che le dinamiche sono di supporto in atmosfera , il sorgere aria satura alla fine formeranno nubi e rainshowers sottovento sopra la terra . Mentre la probabilità di avere un corpo d'acqua situato controvento del campo di battaglia è imprevedibile , la tecnologia potrebbe rivelarsi estremamente utile sotto le giuste condizioni. Solo ulteriori sperimentazioni determinerà in che misura la valorizzazione precipitazione può essere controllato. Se tecniche di valorizzazione di precipitazione sono sviluppati con successo e le condizioni naturali giuste anche esistere , dobbiamo anche essere in grado di disperdere la polvere di carbonio nella posizione desiderata . Trasportandolo in un ambiente completamente modo controllato , sicuro, conveniente , affidabile e richiede innovazione . Numerose tecniche di dispersione sono già stati studiati , ma il più conveniente sicuro e conveniente metodo discusso è l'uso di motori a reazione postbruciatore -tipo per generare particelle di carbonio durante il volo attraverso l'aria mirato . Questo metodo è sulla base di iniezione di combustibile idrocarburo liquido in gas di combustione del postbruciatore . Questa generazione diretta metodo è risultato essere più desiderabile di un altro metodo plausibile ( cioè , il trasporto di grandi quantità di precedentemente prodotto e correttamente dimensionato polvere di carbone per l'altitudine desiderata ).Lo studio ha dimostrato che la polvere di carbone su piccola scala enhancement precipitazione è possibile ed è stata verificato correttamente in determinate condizioni atmosferiche . Poiché lo studio è stato condotto , non noto sono state realizzate applicazioni militari di questa tecnologia . Tuttavia, possiamo postulare come questa tecnologia potrebbe essere utilizzata in futuro esaminando alcune delle piattaforme di distribuzione disponibili per plausibilmente efficace la dispersione di polvere di carbone o di altri agenti di modificazione efficaci per l'anno 2025. Un metodo che proponiamo sarebbe massimizzare ulteriormente la sicurezza e l'affidabilità della tecnologia , praticamente da eliminando l'elemento umano . Ad oggi, molto lavoro è stato fatto su UAV che possono attentamente (se non completamente ) abbinare le capacità del velivolo pilotato . Se questa tecnologia UAV sono stati combinati con stealth e tecnologie di polvere di carbonio ,il risultato potrebbe essere un velivolo UAV invisibile ai radar durante il viaggio verso la mira zona , che potrebbe creare spontaneamente polvere di carbonio in qualsiasi posizione. Tuttavia, minimizzando il numero di UAV richiesto per completare la missione che dipendono lo sviluppo di una nuova e più efficiente sistema per la produzione di polvere di carbonio da una tecnologia di follow-on per i motori a reazione postbruciatore-tipo precedentemente menzionato. Per poter utilizzare in modo efficace tecnologia stealth, questo sistema deve anche avere la capacità di disperdere polvere di carbonio, riducendo (o eliminando) fonte di calore a raggi infrarossi del UAV. Oltre a utilizzare Stealth UAV e tecnologia di assorbimento della polvere di carbonio per la valorizzazione precipitazione, questo metodo di consegna potrebbe essere utilizzato anche per la soppressione precipitazione. Sebbene il già citato studio non ha esplorato in modo significativo la possibilità di inseminazione delle nuvole per la soppressione di precipitazione, questo possibilità esiste. Se sono state seminate nuvole (usando nuclei chimica simile a quelli usati oggi o forse un agente più efficace scoperto attraverso la ricerca continua) prima del loro arrivo in poppa a una desiderata posizione, il risultato potrebbe essere una soppressione di precipitazioni. In altre parole, precipitazione potrebbe essere "forzato" a cadere prima del suo arrivo nel territorio desiderato, rendendo in tal modo il territorio desiderato "a secco". L'strategico e vantaggi operativi di fare questo sono stati precedentemente discussi.
Fog
In generale, di successo nebbia dissipazione richiede un certo tipo di riscaldamento o di semina processo. quali tecnica funziona meglio dipende dal tipo di nebbia incontrata. In termini più semplici, ci sono due tipi fondamentali di nebbia fredda e calda. Nebbia fredda avviene a temperature inferiori a 32 ° F. La più nota tecnica di dissipazione per la nebbia fredda è alle sementi che l'aria con gli agenti che promuovono la crescita dei cristalli di ghiaccio da. Warm nebbia si verifica a temperature superiori a 32 ° F e rappresenta il 90 per cento dei problemi di nebbia legati incontrati da operazioni di volo. La più nota tecnica di dissipazione si sta riscaldando a causa di un piccolo aumento di temperatura è generalmente sufficiente per evaporare la nebbia. Dal momento che il riscaldamento di solito non è pratico, la prossima tecnica più efficace è igroscopico semina. Seeding igroscopico utilizza agenti che assorbono il vapore acqueo.Questa tecnica è più efficace quando compiuto dall'aria, ma può anche essere realizzato dal terra. Risultati ottimali richiedono informazioni preliminari sulla profondità nebbia, contenuto di acqua liquida, e vento. Decenni di ricerca mostrano che la nebbia dissipazione è un efficace applicazione della modificazione del clima tecnologia con un risparmio dimostrato di enormi proporzioni per l'aviazione militare e civile. Local comuni hanno inoltre dimostrato un interesse per l'applicazione di queste tecniche per migliorare la sicurezza di alta velocità autostrade transitano aree di frequente si verificano nebbia fitta. Ci sono alcune tecnologie emergenti che possono avere importanti applicazioni per nebbia la dispersione . come discusso in precedenza , il riscaldamento è il metodo più efficace per la dispersione del tipo più ricorrente di nebbia . Purtroppo , si è dimostrato impraticabile per la maggior parte delle situazioni e sarebbe difficile al meglio per contingenza operazioni . Tuttavia, lo sviluppo di tecnologie di energia radiante diretta , come le microonde e laser , in grado di fornire nuove possibilità . Esperimenti di laboratorio hanno dimostrato microonde per essere efficace per la dissipazione del calore di nebbia . tuttavia, risultati indicano anche che i livelli di energia richiesti superano il grande potere di densità limite di esposizione di 100 US watt/m2 e sarebbe molto costoso .
Esperimenti sul campo con il laser hanno dimostrato la capacità di dissipare il caldo nebbia in un aeroporto con visibilità zero. Generatrice 1 Watt/cm2 , che è approssimativamente il US grandi fidi densità di potenza , il sistema ha sollevato la visibilità ad un quarto di miglio in 20 secondi . Sistemi laser descritti nella parte di spazio Operazioni di questo studio AF 2025 potrebbe certamente fornire questo capacità come uno dei loro molti usi possibili . Per quanto riguarda le tecniche di semina , miglioramenti nei materiali e metodi di consegna non sono solo plausibile ma probabile . Materiali intelligenti basati sulle nanotecnologie sono attualmente in fase di sviluppo con gigaops funzionalità del computer al loro centro . Essi potrebbero adeguare le loro dimensioni di dimensioni ottimali per un dato seeding nebbia situazione e anche effettuare le regolazioni durante tutto il processo . Esse potrebbero anche migliorare la loro dispersione qualità regolando la loro galleggiabilità , comunicando con l'altro, e di per sé sterzo entro la nebbia . Essi saranno in grado di fornire immediata e continua retroazione efficacia integrando con più grande rete di sensori e può anche cambiare la loro temperatura e la polarità per migliorare i loro effetti seeding . Come accennato in precedenza , gli UAV potrebbero essere utilizzati per fornire e distribuire questi materiali intelligenti . Esperimenti di laboratorio di ricerca dell'esercito recenti hanno dimostrato la fattibilità di generare nebbia. hanno usato attrezzature commerciali per generare nebbia fitta in un'area lunga 100 metri . Ulteriori studi hanno dimostrato nebbie di essere efficace nel bloccare gran parte dello spettro UV / IR / visibile , mascherando efficacemente emettitori di tali radiazioni da Armi IR . Questa tecnologia consentirebbe una piccola unità militare per evitare la rilevazione nello spettro IR . nebbia potrebbero essere generati in modo rapido , nascondere il movimento di carri armati o di fanteria , o potrebbe nascondere militare operazioni, servizi o attrezzature. Tali sistemi possono anche essere utili nel inibizione delle osservazioni sensibili operazioni di retro-area di piattaforme di ricognizione elettro-ottici.
tempeste
L'opportunità di modificare le tempeste per sostenere gli obiettivi militari è la più aggressiva e tipo controverso di modificazione del clima . I danni causati dal maltempo è davvero orrendo . esempio , una tempesta tropicale ha un'energia pari a 10.000 un megaton bombe all'idrogeno , Per e nel 1992 L'uragano Andrew totalmente distrutto Homestead AFB , Florida , ha causato l'evacuazione di più militari aereo nel sud-est degli Stati Uniti , e portato a 15,5 miliardi dollari di danni . Tuttavia, come ci si aspetterebbe in base al livello di energia di un temporale , la letteratura scientifica attuale indica che non ci sono limiti fisici definiti su la capacità dell'uomo di modificare i sistemi di tempesta . Prendendo questo in considerazione insieme a politici, ambientali , considerazioni economiche , legali e morali , ci limiteremo la nostra analisi delle tempeste a temporali localizzati e quindi non prendere in considerazione i principali sistemi di tempesta come uragani o sistemi a bassa pressione intensi. In ogni istante ci sono circa 2000 temporali che si svolgono . Infatti 45.000 i temporali , che contengono pioggia, grandine , microbursts , wind shear , e forma un fulmine quotidiana . Chiunque abbia volato frequentemente su aerei commerciali ha probabilmente notato gli estremi che i piloti andranno ad evitare temporali . Il pericolo di temporali è stato chiaramente mostrato nel mese di agosto 1985, quando un jumbo jet si è schiantato uccidendo 137 persone dopo aver incontrato Microburst cesoie del vento durante una burrasca pioggia . Queste forze della natura avere un impatto tutti gli aerei e anche i combattenti più avanzati del 1996 rendono ogni tentativo di evitare un temporale . Sarà maltempo rimarrà un pericolo aviazione nel 2025 ? La risposta , purtroppo , è " sì", ma i progressi nella tecnologia di proiezione per i prossimi 30 anni saranno diminuire il potenziale di rischio. Computer- sistemi di volo controllati saranno in grado di aeromobili " pilota automatico " attraverso la rapida evoluzione venti. aeromobile dispongono anche di sistemi di alta precisione , a bordo di rilevamento che può istantaneamente "mappa" e automaticamente guidare l'aeromobile attraverso la porzione più sicuro di una cella tempesta . Aircraft sono immaginato di avere l'elettronica induriti che possono sopportare gli effetti di fulmini e può anche avere la capacità di generare una circostante campo di potenziale elettrico, che neutralizzerà o respingere fulmini.Supponendo che gli USA raggiunge alcuni o tutti i delineate sopra progressi tecnici aeromobili e mantiene il "bordo tempo" tecnologico rispetto ai suoi potenziali avversari , siamo in grado di guardare al prossimo come potremmo modificare il tempo campo di battaglia per fare il miglior uso del nostro vantaggio tecnico .Tecnologie di modificazione del clima potrebbero coinvolgere le tecniche che aumenterebbero il rilascio di calore latente l' atmosfera ,fornire vapore acqueo supplementare per lo sviluppo delle cellule nuvola , e fornire ulteriore piano e riscaldamento atmosferico inferiore per aumentare l'instabilità atmosferica. Fondamentale per il successo di ogni tentativo di
innescare una cella tempesta è alle condizioni atmosferiche pre -esistenti a livello locale e regionale . L' atmosfera deve già essere condizionalmente instabile e le dinamiche di grandi dimensioni devono essere di supporto del cloud verticale sviluppo . Il focus dello sforzo la modificazione del clima potrebbe essere quella di fornire ulteriori "condizioni" che renderebbe l'atmosfera abbastanza instabile per generare nubi e infine lo sviluppo delle cellule tempesta. gli Percorso di celle temporalesche , una volta sviluppate o migliorate non dipende solo dalle dinamiche mesoscala della tempesta ma le (globali) in scala atmosferici modelli di flusso del vento regionali e sinottica della zona, che sono attualmente non soggetta a controllo umano . Come indicato , gli ostacoli tecnici per lo sviluppo tempesta a sostegno delle operazioni militari sono ovviamente maggiore di potenziare precipitazione o disperdendo nebbia come descritto in precedenza . Un settore di tempesta ricerca che trarrebbero vantaggio in modo significativo le operazioni militari si modifica un fulmine . Maggior parte degli sforzi di ricerca sono stati condotti per sviluppare tecniche per ridurre l'insorgenza o pericoli associati con un fulmine . Questa è la ricerca importante per le operazioni militari e la protezione delle risorse , ma qualche beneficio militare offensiva potrebbe essere ottenuto facendo ricerche su come aumentare il potenziale e l'intensità di un fulmine . concetti di esplorare includere aumentando l'efficienza di base del temporale , stimolando il meccanismo di attivazione che avvia il bullone , e innescando un fulmine come quello che ha colpito Apollo 12 nel 1968 . possibile meccanismi di indagine sarebbero modi per modificare le caratteristiche di potenziale elettrico su alcuni obiettivi da indurre fulmini sui bersagli desiderati come la tempesta passa sopra la loro posizione. In sintesi , la capacità di modificare battlespace tempo attraverso celle temporalesche attivazione o il potenziamento ci permetterebbe di sfruttare il "tempo" progressi tecnologici del nostro velivolo 2025 ; questa zona ha un potenziale enorme e dovrebbe essere affrontato da futuro i programmi di sviluppo di concetto di ricerca e.
Exploitation of “NearSpace” for Space Control
Questa sezione illustra le opportunità per il controllo e la modifica della ionosfera e vicino-spazio ambiente per forza di valorizzazione; specificamente per migliorare le nostre comunicazioni, rilevamento e navigazione capacità e / o mettere in pericolo quelli del nostro nemico. Una breve descrizione tecnica della ionosfera e della sua importanza nei sistemi di comunicazione corrente è contenuta nell'appendice A. Nel 2025, può essere possibile modificare lo spazio ionosfera e vicino, creando una varietà di potenziale applicazioni, come discusso di seguito. Tuttavia, prima modifica ionosferico diventa possibile, un numero di Sono necessari progressi evolutivi nella meteorologia spaziale di previsione e di osservazione. Molte di queste esigenze sono state descritto in un Spacecast 2020 studio, Space Weather supporto per le comunicazioni. Alcuni dei suggerimenti da questo studio comprendono l'allegato B, è importante notare che la nostra capacità di sfruttare vicino spazio, mediante modificazione attiva dipende realizzare con successo osservazione affidabili e previsione capacità.
Opportunità offerte dalla Space Weather-modifica
Modificazione dell'ambiente vicino-spazio è fondamentale per la dominanza di battaglia. generale Charles Horner, ex comandante in capo, il comando spazio Stati Uniti, ha descritto il suo peggior incubo di "vedere un intero battaglione Marine spazzato via in qualche zona di atterraggio straniero perché non era in grado di negare al nemico l'intelligenza e le immagini generate dallo spazio. " Modifica attiva potrebbe fornire una "soluzione tecnologica" di marmellata di sorveglianza attiva e passiva del nemico e sistemi di ricognizione. In breve, un programma operativo capacità di modificare l'ambiente vicino-spazio garantirebbe spazio superiorità nel 2025; questa capacità ci permetterebbe di dar forma e controllare il campo di battaglia attraverso il potenziamento della comunicazione, rilevamento, la navigazione, e sistemi di aggancio di precisione. Pur riconoscendo che i progressi tecnologici possono negare l'importanza di alcuni elettromagnetico frequenze per le forze aerospaziali degli Stati Uniti nel 2025 (come la radio frequenza (RF), ad alta frequenza (HF) e molto ad alta frequenza (VHF), le bande), le funzioni descritte di seguito sono comunque rilevanti. Il nostro nonpeeravversari saranno molto probabilmente ancora dipendere da tali frequenze per le comunicazioni, rilevamento e navigazione e sarebbe quindi estremamente vulnerabili a interruzioni via spazio la modificazione del clima.
Communications Dominance via Modification ionosferica
Modifica della ionosfera per migliorare o interrompere le comunicazioni è diventato recentemente oggetto di ricerca attiva. Secondo Lewis M. Duncan, e Robert L. showen, Unione Sovietica (FSU) svolto attività di ricerca teorica e sperimentale in questo settore a un livello notevolmente superiore rispetto ai tradizionali programmi in Occidente. Vi è una forte motivazione per questa ricerca, poiché modificazioni ionosferiche indotte possono influenzare, o anche perturbare il funzionamento della radio sistemi basandosi sulla propagazione attraverso la regione modificata. Generazione controllata o dissipazione accelerata di disturbi ionosferici può essere impiegato per produrre nuovi percorsi di propagazione, altrimenti non disponibili, appropriati per le missioni di RF selezionati. Un certo numero di metodi sono stati esplorati o proposti per modificare la ionosfera, compresa l'iniezione di vapori chimici e riscaldamento o ricarica tramite radiazioni elettromagnetiche o fasci di particelle (come ioni, particelle neutre, raggi X, particelle MeV ed elettroni energetici). È importante notare che molti le tecniche per modificare l'atmosfera superiore sono stati dimostrati con successo in via sperimentale. Ground- tecniche di modifica basate impiegati dal FSU comprendono verticale HF riscaldamento, obliqua riscaldamento HF, riscaldamento a microonde, e la modifica della magnetosfera. Applicazioni militari significativi di tali operazioni comprendere a bassa frequenza (LF) di comunicazione di produzione, HF comunicazioni canalizzate, e la creazione di un ionosfera artificiale (discusso in dettaglio nel seguito). Inoltre, i paesi in via di sviluppo riconoscono anche il vantaggio di modifica della ionosfera: "nei primi anni del 1980, il Brasile ha condotto un esperimento per modificare la ionosfera per iniezione chimica ". Diverse funzionalità di alto payoff che potrebbe derivare dalla modifica dello spazio ionosfera o vicino sono descritti brevemente di seguito. Va sottolineato che questo elenco non è completo; modifica del ionosfera è una zona ricca di potenziali applicazioni e ci sono anche probabile spin-off applicazioni che hanno ancora essere immaginato. Specchi ionosferici per la comunicazione puntuale o over-the-horizon (OTH) trasmissione radar. Le proprietà e le limitazioni della ionosfera come mezzo riflettente per la radiazione ad alta frequenza sono descritto nell'appendice A. Lo svantaggio importante nella seconda della ionosfera di riflettere le onde radio viene la sua variabilità , che è dovuto al normale tempo e spazio eventi come brillamenti solari e le tempeste geomagnetiche . La ionosfera è stato descritto come un foglio spiegazzato di carta oleata la cui posizione relativa si alza e lavelli seconda delle condizioni atmosferiche . La topografia superficie della carta spiegazzato inoltre cambia continuamente,porta alla variabilità nella sua riflettente , rifrazione , e le proprietà trasmissive . Creazione di una ionosfera uniforme artificiale è stata proposta dal ricercatore sovietico AV Gurevich nel metà degli anni 1970 . Uno specchio ionosferico artificiale ( AIM) servirebbe come uno specchio preciso per elettromagnetica radiazioni di una frequenza selezionata o un intervallo di frequenze . Sarebbe quindi utile sia per la puntuale controllo delle comunicazioni e intercettazione di trasmissioni nemiche amiche. Questo concetto è stato descritto in dettaglio da Paul A. Kossey , et al . in un articolo intitolato " Artificial Specchi ionosferiche ( AIM) . " Gli autori descrivono come si può controllare con precisione la posizione e l' altezza della regione di ionizzazione prodotto artificialmente mediante microonde ( MW ) raggi incrociati , che producono composizione atmosferica ( ionizzazione ) di specie neutre . Le implicazioni di tale controllo sono enormi : uno non sarebbe più soggetto ai capricci della ionosfera naturale, ma sarebbe invece avere il controllo diretto di l' ambiente di propagazione . Idealmente , l' obiettivo potrebbe essere rapidamente creato e quindi sarebbe stato mantenuto solo per un breve periodo operativo . Uno schema raffigurante l' approccio raggi incrociati per la generazione di un AIM è mostrato in figura 4-1 . Un obiettivo potrebbe teoricamente riflettere le onde radio con frequenze fino a 2 GHz , che è quasi due ordini di grandezza superiori a quelle onde riflesse dalla ionosfera naturale . La potenza radiatore MW requisiti per tale sistema sono approssimativamente un ordine di grandezza maggiore di 1992 sistemi allo stato dell'arte ; Tuttavia , nel 2025 una tale capacità di alimentazione dovrebbe essere facilmente realizzabile.
Figura 4-1. Approccio raggi incrociati per generare un Specchio ionosferico artificiale
Oltre a fornire il controllo puntuale della comunicazione e del potenziale capacità di intercettazione, questa tecnologia sarebbe anche fornire funzionalità di comunicazione a frequenze specifiche, se lo desideri. La Figura 4-2 mostra come un radiatore con base a terra può generare una serie di scopi, ognuno dei quali verrebbero adattate per riflettere un selezionato frequenza di trasmissione. Una tale disposizione sarebbe espandere notevolmente la larghezza di banda disponibile per comunicazioni e anche eliminare il problema delle interferenze e diafonia (consentendo di utilizzare lo livello di potenza richiesto).
Figura 4-2. Artificiali Specchi ionosferici Point-to-Point Communications
Kossey et al. descrivono anche come AIMs potrebbero essere usati per migliorare la capacità di radar OTH:
Radar basato AIM potrebbe essere utilizzato ad una frequenza scelta per ottimizzare il rilevamento di target, piuttosto che essere limitato da prevalenti condizioni ionosferiche. Questo, combinato con la possibilità di controllare onda polarizzazione del radar per mitigare gli effetti disordine, potrebbero causare il rilevamento affidabile di missili da crociera e altri obiettivi bassa osservabilità.
Un schematico raffigurante questo concetto è illustrato in figura 4-3. I potenziali vantaggi oltre OTH convenzionale I radar comprendono il controllo di frequenza, la mitigazione degli effetti aurorali, funzionamento a corto raggio, e la rilevazione di una più piccolo bersaglio sezione trasversale.
Figura 4-3. Specchio ionosferico artificiale Over-the-Horizon Sorveglianza Concept.
Turbativa delle comunicazioni e radar tramite il controllo della ionosfera. Una variazione della capacità proposto sopra è la modifica della ionosfera per disturbare la comunicazione di un nemico o di trasmissioni radar. Poiché le comunicazioni HF sono controllate direttamente dalla proprietà della ionosfera, una creata artificialmente regione di ionizzazione, concettualmente, potrebbe interferire con le trasmissioni elettromagnetiche di un nemico. Anche in assenza di un cerotto ionizzazione artificiale, modificazione alta frequenza produce variazioni ionosferici grande scala che modificano le caratteristiche di propagazione HF. Il payoff di ricerca volto a capire come controllare queste variazioni possono essere elevati quanto sono possibili sia la valorizzazione di comunicazione HF e degradazione. Interferenza offensiva di questo genere sarebbe probabilmente indistinguibile dal naturale meteorologia spaziale. Questa capacità potrebbe anche essere impiegato per localizzare con precisione la fonte elettromagnetica nemico trasmissioni. VHF, UHF, SHF (e) le comunicazioni ad altissima frequenza satelliti potrebbero essere disturbate da creare scintillazione ionosferica artificiale. Questo fenomeno causa fluttuazioni nella fase e ampiezza della radio onde sopra una banda molto larga (30 MHz a 30 GHz). HF modifica produce irregolarità di densità elettronica che causano scintillazione su una vasta gamma di frequenze. La dimensione delle irregolarità determina quale banda di frequenza saranno interessati. Capire come controllare lo spettro delle irregolarità artificiali enerato nel processo di modificazione HF dovrebbe essere un obiettivo primario della ricerca in questo settore. Inoltre, può essere possibile sopprimere la crescita di irregolarità naturali con conseguente riduzione dei livelli naturali scintillazione. Creazione di scintillazione artificiale ci permetterebbe di interferire con le trasmissioni satellitari oltre selezionato regioni. Come l'interruzione HF sopra descritto, tali azioni sarebbero probabilmente sarà diversa dal naturalmente eventi ambientali. La Figura 4-4 mostra come artificialmente regioni ionizzate potrebbero essere utilizzati per disturbare le comunicazioni HF via di attenuazione, dispersione o assorbimento (fig. 4.4a) o degradare satellite comunicazioni tramite scintillazione o perdita di energia (fig. 4-4b) (dal rif. 25).
Figura 4-4. Scenari per Telecomunicazioni Degradazione
Exploding / disabilitazione spaziali attraversano quasi spazio.La ionosfera potrebbe essere potenzialmente artificialmente carica o iniettati con radiazioni ad un certo punto in modo che diventi inospitale per satelliti o altre strutture spaziali. Il risultato potrebbe variare da disabilitare temporaneamente la porta alla sua completa distruzione mediante una esplosione indotta. Naturalmente, efficacemente utilizzando tale capacità dipende dalla capacità di applicare selettivamente ad regioni selezionate nello spazio. Ricarica spaziali da trasferimento di energia quasi-spazio. In contrasto con la capacità pregiudizievole descritta sopra, le regioni della ionosfera potrebbero potenzialmente essere modificati o utilizzati come-è quello di rivitalizzare le attività spaziali, per esempio facendo pagare i loro sistemi di potere. La carica naturale della ionosfera può servire a fornire la maggior parte o tutta l'assorbimento di energia al satellite. Ci sono stati una serie di documenti negli ultimi dieci anni su elettrico ricarica dei veicoli spaziali, tuttavia, secondo un autore, "nonostante il significativo sforzo fatto nella campo sia teoricamente che sperimentalmente, problema di caricamento del veicolo è lontano da essere completamente capito. " Mentre la sfida tecnica è notevole, la possibilità di sfruttare l'energia elettrostatica per celle a combustibile di potenza del satellite avrebbe un alto profitto, permettendo servizio di estensione di vita di risorse spaziali in un costo relativamente basso. Inoltre, sfruttando la capacità di potenti onde radio HF per accelerare elettroni a energie relativamente alte possono anche facilitare il degrado delle risorse spaziali nemiche attraverso diretto bombardamento con fascio di elettroni HF indotte. Come nel caso di comunicazione HF artificiale interruzioni e scintillazione indotta, la degradazione di astronavi nemiche con tali tecniche sarebbero effettivamente indistinguibile da effetti ambiente naturale. L'indagine e l'ottimizzazione di HF meccanismi di accelerazione sia per scopi amichevoli e ostili è un'area importante per la ricerca futura sforzi.
artificiale Meteo
Mentre la maggior parte degli sforzi di modificazione del clima si basano sull'esistenza di alcune condizioni preesistenti, può essere possibile produrre alcuni effetti atmosferici artificialmente, indipendentemente dalle condizioni preesistenti. Per esempio, tempo virtuale può essere creato, influenzando le informazioni meteo ricevute da un utente finale. loro percezione dei valori dei parametri o immagini da sistemi di informazioni meteorologiche globali o locali sarebbe differire dalla realtà. Questa differenza di percezione porterebbe all'utente finale di rendere operativa degradata decisioni. La nanotecnologia offre anche possibilità per la creazione di tempo simulato. Una nuvola, o di diversi nuvole, di particelle microscopiche di computer, tutti comunicanti tra loro e con un sistema di controllo più grande potrebbe fornire capacità di tremendo. Interconnesso, atmosfere vivaci, e avere la capacità di navigazione in tre dimensioni, queste nuvole potrebbero essere progettati per avere una vasta gamma di proprietà. Potrebbero esclusivamente bloccare sensori ottici o potrebbe regolare diventare impermeabile ad altri metodi di sorveglianza. Essi potrebbero anche fornire una differenza di potenziale elettrico atmosferica, che altrimenti non potrebbero esistere, per raggiungere con precisione volto e temporizzato fulmini. Anche se i livelli di potenza ottenuti erano insufficienti per essere un attacco efficace arma, il potenziale per operazioni psicologiche in molte situazioni potrebbe essere fantastico.Uno dei principali vantaggi di utilizzare tempo simulato per ottenere un effetto desiderato è che a differenza di altri approcci, occorre quali sono altrimenti i risultati delle azioni intenzionali sembrano essere le conseguenze di fenomeni atmosferici naturali. Inoltre, è potenzialmente relativamente poco costoso da fare. Secondo J. Storrs Sala, uno scienziato presso la Rutgers University condurre ricerche sulle nanotecnologie, i costi di produzione di questi nanoparticelle potrebbero essere circa lo stesso prezzo per libbra come le patate.Questo naturalmente sconti ricerca e i costi di sviluppo, che sarà a carico principalmente dal settore privato ed essere considerato un costo sommerso da 2025 e probabilmente in precedenza.
Concetto di Gestione dei
Meteo colpisce tutto ciò che facciamo, e la modificazione del clima può migliorare la nostra capacità di dominare il ambiente aerospaziale. Esso fornisce gli strumenti comandante per modellare il campo di battaglia. Esso fornisce gli strumenti logista per ottimizzare il processo. Dà i guerrieri nella cabina di guida di un ambiente operativo letteralmente messo a loro esigenze. Alcune delle capacità potenziali di un sistema di modificazione del clima potrebbe fornire a un combattimento in guerra CINC sono riassunti nella Tabella 1, della sintesi).
Note
Un programma pilota denominato Progetto Popeye condotto nel 1966 ha tentato di estendere la stagione dei monsoni al fine di aumentare la quantità di fango su di Ho Chi Minh riducendo in tal modo i movimenti del nemico. Un argento ioduro di agente di nuclei è stata dispersa da WC-130, F4 e aerei A-1E nelle nuvole sopra porzioni di percorso che si snoda da Nord Vietnam attraverso il Laos e la Cambogia in Vietnam del sud. Risultati positivi nel corso questo programma iniziale ha portato a continuare l'attività 1967-1972. Mentre gli effetti del presente programma rimangono contestata, alcuni scienziati ritengono si è tradotto in una significativa riduzione nella capacità del nemico di portare rifornimenti nel Vietnam del Sud, lungo il sentiero. EM Frisby, "la modificazione del clima nel sud est asiatico, 1966-1972," Il Ufficiale Meteo modifica 14, no. 1 (aprile 1982): 1-3.
Capitolo 5
Raccomandazioni di investigazione
Come possiamo arrivare da qui?
Per apprezzare appieno lo sviluppo della specifica capacità operativa modificazione del clima potrebbe consegnare al combattente di guerra, dobbiamo esaminare e comprendere la loro relazione al core associato competenze e lo sviluppo delle loro tecnologie necessarie. Figura 5-1 combina la specifica capacità operative della tabella 1 in sei capacità di base e raffigura la loro importanza relativa nel tempo. Ad esempio, la nebbia e la modifica nube sono attualmente importante e rimarrà così per qualche tempo a venire a nascondere i nostri beni da sorveglianza o di migliorare la visibilità di atterraggio negli aerodromi. Tuttavia, come sorveglianza beni diventano meno otticamente dipendente e velivoli raggiungere una capacità di sbarco per tutte le stagioni veramente globale, nebbia e applicazioni cloud modifica diventano meno importanti. Al contrario, le tecnologie atmosferiche artificiali attualmente non esistono. Ma come si sono sviluppati, il importanza delle loro potenziali applicazioni aumenta rapidamente. Per esempio, la proliferazione anticipata di tecnologie di sorveglianza, in futuro farà la capacità di negare sorveglianza sempre più prezioso. in tale ambiente, nuvole fatte di particelle intelligenti come descritto nel capitolo 4, potrebbe fornire un premio capacità.
Figura 5-1. Un nucleo competenza Road Map di Weather Modification nel 2025.
Anche gli eserciti tecnologicamente più avanzate di oggi di solito preferisce combattere in tempo sereno e cieli blu. Ma, come le tecnologie di combattimento proliferano, il lato con il vantaggio tecnologico sarà preferisce combattere in tempo che dà loro un vantaggio. L'esercito degli Stati Uniti ha già accennato a questo approccio nella loro concetto di "possedere il clima." Di conseguenza, la modifica tempesta diventerà più prezioso nel tempo. L'importanza della modifica precipitazione è inoltre destinato ad aumentare, come le fonti d'acqua utilizzabili diventano più scarse in parti volatili del mondo. Mentre sempre più paesi perseguono, sviluppare e sfruttare le crescenti tipi e gradi di modificazione del clima tecnologie, dobbiamo essere in grado di rilevare i loro sforzi e contrastare le loro attività quando necessario. come raffigurato, le tecnologie e le capacità associate a un ruolo così tempo contatore diventeranno sempre più importante.L'importanza dello spazio la modificazione del clima crescerà con il tempo. Il suo aumento sarà più rapido in un primo come le tecnologie si può meglio sostenere o negare proliferare a loro tassi più veloci. Più tardi, mentre quelle tecnologie maturo o diventano obsoleti, l'importanza dello spazio la modificazione del clima continueranno ad aumentare, ma non come rapidamente. Per ottenere le funzionalità di base rappresentati in figura 5-1, le tecnologie ed i sistemi necessari potrebbero essere sviluppati secondo il processo illustrato nella figura 5-2. Questa figura illustra lo sviluppo di sistemi tempistica e la sequenza necessaria per realizzare una capacità di modificazione del clima per il campo di battaglia nel 2025. gli asse orizzontale rappresenta il tempo. L'asse verticale indica il grado in cui una data tecnologia sarà applicato verso la modificazione del clima. Come gli utenti primari, il militare sarà lo sviluppatore principale per il tecnologie indicati con un asterisco. Settore civile sarà la fonte principale per il restante tecnologie.
Figura 5-2. Un Sistemi di sviluppo Road Map di Weather Modification nel 2025.
conclusioni
Risorse limitate del mondo e le esigenze continue guideranno il desiderio di proteggere persone e proprietà e in modo più efficiente usare le nostre terre delle colture, foreste e terre gamma. La possibilità di modificare il tempo può essere auspicabile, sia per ragioni economiche e di difesa. Il sistema meteorologico globale è stato descritto come una serie di sfere o bolle. Spingendo verso il basso su un altro provoca a pop-up. Abbiamo bisogno di sapere quando un altro
potere "spinge" su una sfera nella loro regione, e come questo influenzerà sia il nostro territorio o di aree di interesse economico e politico negli Stati Uniti.
Gli sforzi sono già in corso per creare modelli meteorologici più completi prevalentemente per migliorare previsioni, ma i ricercatori stanno anche cercando di influenzare i risultati di questi modelli con l'aggiunta di piccole quantità di energia proprio al momento giusto e di spazio . Questi programmi sono estremamente limitate in questo momento e non sono ancora convalidato , ma c'è un grande potenziale per migliorare la loro nei prossimi 30 anni. Le lezioni della storia indicano una reale capacità di modificazione del clima finalmente esistere nonostante il rischio . L'unità esiste. La gente ha sempre voluto controllare il tempo e il loro desiderio li costringeranno collettivamente e continuamente perseguire il loro obiettivo . La motivazione esiste. I potenziali benefici e potere sono estremamente redditizio e allettante per coloro che non hanno le risorse per svilupparla. Questa combinazione di unità ,la motivazione e le risorse finiranno per produrre la tecnologia . La storia insegna anche che non possiamo permettersi di essere senza una capacità di modificazione del clima una volta la tecnologia è sviluppata e usate da altri . Anche se non abbiamo nessuna intenzione di usarlo , altri lo faranno . Per invitare l'arma atomica analogia di nuovo , abbiamo bisogno essere in grado di impedire o contrastare la loro capacità con la nostra. Pertanto , il tempo e l'intelligenza comunità devono tenere il passo con le azioni degli altri . Come i capitoli precedenti hanno dimostrato , la modificazione del clima è un moltiplicatore di forza con enorme potere che potrebbe essere sfruttato attraverso l'intero spettro di ambienti di combattimento . da migliorare operazioni amichevoli o interruzione quelle del nemico tramite sartoria su piccola scala di modelli climatici e di dominanza completa delle comunicazioni globali e il controllo contro- spazio , la modificazione del clima offre al guerra combattente un'ampia gamma di possibili opzioni per sconfiggere o reprimere un avversario . Ma , mentre offensiva tempo - sforzi modifica avrebbe certamente essere intraprese dalle forze USA con grande cautela e trepidazione , è chiaro che non possiamo permetterci di consentire ad un avversario di ottenere una capacità di modificazione del clima esclusivo .
Appendice A
Perché è la ionosfera importante?
La ionosfera è la parte di atmosfera dell'inizio della Terra ad un'altitudine di circa 30 chilometri e si estende verso l'esterno 1200 miglia o più. Questa regione è costituito da strati di particelle elettricamente cariche libere che trasmettono , rifrangono e riflettono le onde radio , consentendo quelle onde da trasmettere a grandi distanze intorno la terra . L'interazione della ionosfera sulla percuotendo radiazione elettromagnetica dipende dalle proprietà dello strato ionosferico , la geometria della trasmissione , e la frequenza della radiazione . Per ogni dato Il percorso del segnale attraverso l'atmosfera , una gamma di bande di frequenza praticabili esiste. Questa gamma , tra l' massima frequenza utilizzabile ( MUF) e la più bassa frequenza utilizzabile ( LUF ) , è qui che le onde radio sonoriflessa e rifratta dalla ionosfera tanto quanto uno specchio parziale può riflettere o rifrangere la luce visibile . gli proprietà di riflessione e rifrazione della ionosfera forniscono un mezzo per trasmettere segnali radio al di là diretta Trasmissione "linea - di - vista" tra un trasmettitore e ricevitore . Riflessione e rifrazione ionosferico ha pertanto stati utilizzati quasi esclusivamente per lungo raggio HF ( da 3 a 30 MHz) comunicazioni . Le onde radio con frequenze che vanno da sopra 30 MHz a 300 GHz sono di solito utilizzati per comunicazioni che richiedono trasmissioni line-of -sight , quali le comunicazioni via satellite . A queste elevate frequenze, le onde radio propagare attraverso la ionosfera con solo una piccola frazione della dispersione onda avanti in un pattern analogo a un'onda cielo . Comunicatori ricevere benefici significativi dall'utilizzo di queste frequenze in quanto fornire considerevolmente maggiori larghezze di banda e quindi avere una maggiore capacità di trasporto dati , ma sono anche meno soggetti ad interferenza naturale ( rumore) . Anche se la ionosfera si comporta come uno "specchio" naturale per le onde radio HF , che è in un costante stato di flusso , e quindi , la sua " proprietà specchio " può essere limitata a volte. Come terrestri meteo, le proprietà della ionosfera cambiare di anno in anno , di giorno in giorno , e persino di ora in ora . Questa variabilità ionosferica , chiamato meteorologia spaziale , può causare inaffidabilità in -e terra comunicazioni spaziali che dipendono riflessione ionosferica o trasmissione . Meteo variabilità spaziale colpisce come la ionosfera attenua , assorbe , riflette , rifrange , e cambia la propagazione , la fase e caratteristiche di ampiezza di onde radio . Queste modifiche dipendenti meteorologiche possono derivare da determinate condizioni meteorologiche spaziali quali : ( 1 ) di variabilità radiazione solare entrando nell'atmosfera superiore , (2 ) il plasma solare entrante campo magnetico terrestre , (3 ) l' maree atmosferiche gravitazionali prodotte dal sole e la luna , e ( 4) il gonfiore verticale della atmosfera dovuta al riscaldamento diurno del sole. Meteo Spazio anche significativamente influenzato dalla eruzione solare attività , l'inclinazione del campo geomagnetico della Terra , e bruschi cambiamenti della ionosfera derivanti da eventi quali tempeste geomagnetiche . In sintesi , la riflettività intrinseca della ionosfera è un dono naturale che gli esseri umani hanno usato per creare a lungo comunicazioni gamma collegano punti lontani del globo . Tuttavia , la variabilità naturale nella ionosfera riduce l' affidabilità dei nostri sistemi di comunicazione che dipendono riflessione ionosferica e la rifrazione ( principalmente HF ) . Per la maggior parte , comunicazioni frequenze superiori come UHF , SHF e EHF sono bande trasmessa attraverso la ionosfera senza distorsioni. Tuttavia, queste bande sono inoltre soggetti a degradazione causato da scintillazione ionosferica , un fenomeno indotto da brusche variazioni di densità elettronica lungo l' percorso del segnale , con conseguente dissolvenza segnale causata da variazioni rapide percorso di segnale e sfocamento del segnale ampiezza e / o fase . La comprensione e la previsione della variabilità ionosferica e la sua influenza sulla trasmissione e di riflessione di radiazione elettromagnetica è stato un campo molto studiato di indagine scientifica . Migliorare la nostra capacità di osservare , il modello e previsione spazio tempo migliorerà notevolmente i nostri sistemi di comunicazione , sia terra e nello spazio. Un lavoro considerevole è stato condotto , sia all'interno del Dipartimento della Difesa e delle imprese settore , per migliorare l'osservazione , la modellazione , e previsione delle condizioni meteorologiche spaziali . Mentre una notevole tecnica sfide rimangono , si assume , ai fini di questo studio , che notevoli miglioramenti avverranno in questi aree per i prossimi decenni.
Appendice B
Ricerche per meglio comprendere e prevedere gli effetti ionosferici
Secondo uno studio del 2020 SPACECAST intitolato " Space Weather supporto per le comunicazioni ", il principali fattori che limitano la nostra capacità di osservare e prevedere con precisione meteorologia spaziale sono corrente ionosferico capacità di rilevamento,la densità e la frequenza delle osservazioni ionosferiche ,e la sofisticazione accuratezza dei modelli ionosferici ,e attuale comprensione scientifica della fisica della ionosfera - meccanismi di accoppiamento termosfera - magnetosfera. Il rapporto raccomanda che i miglioramenti da realizzare nella nostra capacità di misurare la ionosfera verticalmente e spazialmente , a tal fine, un'architettura per ionosferico stato proposto mappatura. Tale sistema consisterebbe di sirene ionosferiche e altri dispositivi di rilevamento installato su DoD e costellazioni di satelliti commerciali ( sfruttando in particolare della proposta di Sistema IRIDIUM e la ricarica del GPS) e di una rete terrestre estesa di ionosferica sirene verticali negli Stati Uniti e altre nazioni . La comprensione e la previsione di scintillazione ionosferica sarebbe richiedere anche il lancio di un equatoriale satellite di telerilevamento in aggiunta al momento pianificato o schierato DOD e costellazioni commerciali .La vincita di un tale sistema è un miglioramento della precisione delle previsioni ionosferiche dagli attuali di 40-60 percento a un anticipato precisione 80-100 percento . In tutto il mondo ogni giorno mapping ionosferico avrebbe fornito i dati necessari per prevedere con precisione diurno propagazione terrestre , in tutto il mondo caratteristiche di energia elettromagnetica 3-300 MHz . Questo miglioramento della previsione aiuterebbe satellite operatori e gli utenti , con conseguente maggiore efficienza operativa dei sistemi spaziali . Sarebbe anche fornire un ordine di grandezza miglioramento nel localizzare le fonti di comunicazioni radio tattici , consentendo localizzazione e il tracciamento dei nemici e piattaforme amichevoli . Miglioramento della capacità di previsione ionosferica scintillazione fornirebbe un mezzo per migliorare l'affidabilità delle comunicazioni con l'uso di percorsi alternativi ray o relè a regioni indisturbati . Sarebbe anche consentire agli utenti operativi per verificare se le interruzioni sono state dovuto al naturale variabilità ionosferica al contrario di azione nemica o problemi hardware . Questi progressi nella osservazione della ionosfera , modellazione e predizione sarebbe migliorare l' affidabilità e la la robustezza della nostra rete di comunicazioni militari . Oltre alle loro notevoli vantaggi per la nostra attuale rete di comunicazione , tali progressi sono anche necessarie per l'ulteriore sfruttamento della ionosfera tramite attivo.
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Edited by chinondice - 31/12/2013, 18:56
