ファイアストーム

高強度の大火災

1933年8月のティラムック・バーン火災の様子

ファイアストームとは、独自の風系を生み出し、維持するほどの激しさを帯びた大火事のことである。これは最も一般的には自然現象であり、大規模な山火事や山火事の際に発生する。この用語は特定の大規模火災を指すために用いられてきたが[1] 、この現象の決定的な特徴は、あらゆる方位から嵐の中心に向かって独自の嵐のような風吹き、そこで空気が加熱されて上昇することである[ 2 ] [3] 。

ブラックサタデーの森林火災2021年のブリティッシュコロンビア州の山火事、そしてペシュティゴ大火災は、ヒンクリー大火事と同様に、火災旋風による燃焼を伴う森林火災の例である可能性があります。火災旋風は都市部でも発生しており、通常は標的を定めた爆発物によって発生しています。ロンドンハンブルクドレスデン東京への空襲広島への原爆投下などがその例です

機構

火災嵐の概略図:(1)火災、(2)上昇気流、(3)強風、(A)火災積乱雲
広島への原爆投下後の火災

火災旋風は、煙突効果によって発生する。これは、元の火災の熱が周囲の空気をどんどん吸い込むためである。この通風は、火災の上空または付近に低層のジェット気流が存在する場合、急速に強まる可能性がある。上昇気流が急激に大きくなると、火災の周囲に強い内向きの突風が発生し、火災にさらなる空気を供給する。これは火災旋風が風に乗って広がるのを防ぐように見えるが、発生する巨大な乱流は、強い地表からの流入風の方向を不規則に変える原因にもなり得る。第二次世界大戦における都市部への爆撃によって発生した火災旋風は、概して当初焼夷弾が撒かれた地域に限定され、火災旋風は外向きにはあまり広がらなかった。[4]

火災旋風がメソサイクロンに発達して、真の竜巻/火災旋風を引き起こすこともあります。これは、2002 年のデュランゴ火災で発生しました[5]が、おそらくははるかに大規模なペシュティゴ火災でも発生しました[6] [7]火災旋風の強い通風によって酸素の取り込み量が増加し、燃焼が大幅に増加して、熱の発生も大幅に増加します。火災旋風の強烈な熱は主に放射熱 (赤外線) として現れ、火災自体よりも遠くにある可燃性物質に引火する可能性があります[8] [9] [検証失敗]。これもまた、火災旋風の範囲と激しさを拡大する役割を果たします[検証失敗] 。激しく不規則な通風によって動産が火災に吸い込まれ、すべての大火事で見られるように、火災からの放射熱によって金属やガラスが溶け、路上の舗装が燃えやすい高温の液体に変わることがあります。非常に高い温度により、燃える可能性のあるものはすべて発火し、ついには火災の燃料が不足してしまいます。

火災嵐は、それ自体より遠くにある物質を著しく発火させるわけではありません。より正確には、熱によってそれらの物質が乾燥し、残り火や火の粉による発火リスクが高まり、火災発生率が上昇します。火災嵐の形成過程において、多数の火災が合流して、燃焼領域から上昇する高温ガスの対流柱を形成します。そして、この対流柱には、火災によって引き起こされる強い放射状(内向き)の風が伴います。このように、火災前線は実質的に静止しており、外向きの延焼は流入する風によって阻止されます。[10]

火災嵐の特徴

火災旋風は、火災境界のあらゆる場所で、強風から強風に及ぶ風が火災に向かって吹き付けるのが特徴です。これは、激しい火災の上を上昇する高温ガスの浮力によって周囲の冷気が引き寄せられ、火の粉が燃焼領域に吹き付けられることにより発生します。この周囲からの風は、燃えさしを燃焼領域に吹き込み、火災領域外の未着火の燃料を冷却する傾向があります。そのため、放射熱や燃えさしによって境界外の物質に着火しにくくなり、延焼が抑制されます。[4]広島では、この火への急激な流入によって火災旋風の境界が拡大するのを防ぎ、火災旋風は爆風によって被害を受けた市街地の地域に限定されたと言われています。[11]

高度約10kmを巡航中の民間航空機から撮影された火災積乱雲の写真。2002年には、様々な観測機器によって北米だけで17件の火災積乱雲の発生が検出された。[12]

大規模な山 火事の大火事が火災嵐と異なるのは、火災嵐の場合、周囲の風によって動かされ、真の火災嵐のように独自の風系が形成されず、移動する火災前線が存在する場合です。(これは火災嵐が静止している必要があるという意味ではありません。他の対流嵐と同様に、循環は周囲の圧力勾配と風に従って、新たな燃料源に導かれる場合があります。) さらに、非火災嵐の大火事は単一の発火から発生することがありますが、火災嵐は、比較的広い範囲で多数の火災が同時に発生している場合にのみ観測されています。[13]ここで重要な注意点があります。火災嵐が発生するには、同時に発生する火災の密度が臨界閾値を超える必要があります (広い範囲で多数の火災が同時に発生しても火災嵐が発生しなかった顕著な例は、 1991 年のクウェートの石油火災で、個々の火災間の距離が遠すぎました)。

火災嵐地帯内の高温により、燃える可能性のあるほとんどすべてのものが、転換点に達するまで、つまり燃料が不足するまで発火します。転換点は、火災嵐が火災嵐地帯内の利用可能な燃料を大量に消費し、火災嵐の風系を活発に保つために必要な燃料密度が閾値レベルを下回った後に発生し、この時点で火災嵐は孤立した大火に分裂します。

オーストラリアでは、葉に油分を含む ユーカリの樹木が広く分布しているため、非常に高く激しい炎面を持つ森林火災が発生しやすい。そのため、森林火災は単なる森林火災というよりも、むしろ火災旋風のような様相を呈する。沼地からの可燃性ガス(例:メタン)の放出も同様の影響を及ぼすことがある。例えば、ペシュティゴ山火事ではメタン爆発が火災を激化させた。[6] [14]

天候と気候の影響

火災嵐は、主に水蒸気からなる高温で浮遊性のある煙雲を発生させ、これがより冷たい上層大気に入ると凝結雲を形成し、いわゆる火災積雲(「火災雲」)または、規模が大きければ火災積乱雲(「火災嵐」)と呼ばれる雲を発生させます。例えば、広島への原爆投下から約20分後に降り始めた黒い雨は、1~3時間の間に合計5~10cmの黒い煤を含んだ雨を降らせました。[15]さらに、条件が整えば、大きな火災積雲が火災積乱雲に成長して雷を発生させ、さらなる火災を引き起こす可能性があります。都市火災や森林火災以外にも、火山噴火でも、同程度の量の高温で浮遊性のある物質が形成されるため、火災積雲が発生することがあります。

より大陸的、地球規模で見ると、火災の直接の近傍から離れた場所では、山火事による火災嵐が、驚くほど頻繁に小規模な「核の冬」現象を引き起こしていることが判明している[16] [12] [17] [18]これらは小規模な火山の冬に似ており、火山ガスが大量に放出されるたびに「冬」の寒冷化の程度が増し、ほとんど感じられないレベルから「夏のない年」のレベルまで悪化する。

火災積乱雲と大気の影響(山火事の場合)

山火事の挙動において非常に重要でありながら十分に理解されていない側面として、火災積乱雲(pyroCb)による火災嵐のダイナミクスとその大気への影響があります。これらは、以下のブラックサタデーのケーススタディでよく示されています。「pyroCb」とは、火災によって引き起こされる、あるいは火災によって増強される雷雨であり、最も極端な場合には、大量の煙やその他のバイオマス燃焼による排出物が下層成層圏に放出されます。観測されている煙やその他のバイオマス燃焼による排出物の半球への拡散は、重要な気候への影響として知られています。成層圏エアロゾルがpyroCbに直接起因することが明らかになったのは、ここ10年ほどのことです。[19]

これまで、熱帯対流圏界面が対流の強力な障壁となるため、雷雨によるこのような極端な噴出は起こりにくいと判断されていました。しかし、パイロコンベクション(pyroCb)研究が進むにつれて、2つのテーマが繰り返し浮上してきました。第一に、成層圏エアロゾル層の観測結果、そして火山性エアロゾルとして報告されている他の層は、パイロコンベクションによって説明できるようになったことです。第二に、パイロコンベクション現象は驚くほど頻繁に発生しており、過去の山火事の関連要因となっている可能性が高いということです。[19]

季節内レベルでは、パイロCbが驚くほど頻繁に発生することが確認されています。2002年には、北米だけで少なくとも17件のパイロCbが噴火しました。2002年にアジアの北方林でこのプロセスがどの程度の頻度で発生したかはまだ解明されていません。しかしながら、この最も極端な形態のパイロコンベクションは、より頻度の高いパイロクムルスコンベクションとともに、広範囲に広がり、少なくとも2ヶ月間持続したことが現在では確認されています。パイロCb排出の特徴的な注入高度は上層対流圏であり、これらの嵐の一部は下層成層圏を汚染します。このように、極端な山火事の挙動とその大気への影響の役割に対する新たな認識が現在注目されています。[19]

ブラックサタデーの山火事(山火事のケーススタディ)

背景

ブラックサタデーの森林火災は、オーストラリアで最も破壊的で致命的な火災の一つであり、火災発生時の極端な火災挙動と大気反応との関連性から「火災嵐」のカテゴリーに分類されます。この大規模な山火事は、高度約15kmに及ぶ多数の明確な帯電した火災積乱雲の煙塊を引き起こしました。これらの煙は、主火災前線に先立って新たな点火火災を引き起こす可能性があることが証明されました。この熱電対流による新たな火災は、ブラックサタデーにおける大気と火災挙動との間の影響のフィードバックループを、これらの火炎対流プロセスに関連してさらに浮き彫りにしています。[20]

事例研究におけるpyroCbsの火災における役割

ブラックサタデーに関する本研究で示された調査は、火災煙の中で発生した落雷によって発生した火災が、主火災前線から最大100km前方まで、はるかに遠くまで発生する可能性があることを示しいる。火災煙によって運ばれた燃える残骸によって発生した火災と比較すると、これらの火災は主火災前線から最大33km前方までしか到達しない。これは、山火事の最大延焼速度の理解にも関連する。この発見は、将来の山火事や、この現象の影響を受ける可能性のある大規模地域の理解とモデル化にとって重要である。[20]

個々の点火が互いに成長し合うと、相互作用が始まります。この相互作用により、燃焼速度、発熱速度、炎の高さが増加し、点火と点火の間の距離が臨界点に達するまで続きます。臨界点火距離に達すると、炎は融合し始め、最大の燃焼速度と炎の高さで燃焼します。これらの点火が互いに成長し続けると、燃焼速度と発熱速度は最終的に低下し始めますが、独立した点火に比べてはるかに高いレベルに留まります。炎の高さは大きく変化しないと予想されます。点火の数が増えるほど、燃焼速度と炎の高さは大きくなります。[21]

これらの火災嵐の継続的な研究の重要性

ブラックサタデーは、こうした火炎対流を伴う多種多様な火災嵐の一つに過ぎず、現在も広く研究・比較されています。ブラックサタデーにおける大気と火災活動の強い結びつきに加え、雷観測は、ブラックサタデーとキャンベラの火災事象における火炎対流特性にかなりの相違があることを示唆しています。ブラックサタデーとキャンベラの事例のような火炎対流事象間の相違は、ブラックサタデーの火炎対流に関する研究で提示された様々なデータセット(雷、レーダー、降水量、衛星観測を含む)を組み合わせることで、火炎対流の理解を大幅に深める可能性を示唆しています。[20]

火災と大気のフィードバックプロセスが危険な火災行動に関連する状況を悪化させる可能性があることを考えると、pyroCbの活動をより深く理解することは重要です。さらに、熱、水分、エアロゾルが雲の微物理に及ぼす複合的な影響を理解することは、モデリングや予測能力の向上を含む、様々な気象・気候プロセスにとって重要です。火災の挙動、pyroCbのダイナミクス、そしてその結果として生じる上層対流圏および下層成層圏(UTLS)の状況への影響を適切に特徴付けるためには、このような事象を十分に調査することが不可欠です。また、この輸送プロセスを正確に特徴付けることも重要です。そうすることで、雲、化学、気候モデルが、熱源源、境界層から積雲に至る経路、そして対流柱からの排気を評価するための確固たる基盤を築くことができるからです。[20]

成層圏の煙とパイロクロマトグラフィ(PyroCb)の発見以来、個別の事例研究やモデル実験はごく少数しか行われていません。そのため、パイロクロマトグラフィとその重要性については、未解明な点が依然として多く残されています。この研究により、科学者たちは、通常火山噴出に起因すると考えられるタイプの成層圏汚染において、パイロクロマトグラフィが重要な、あるいは唯一の原因であった事例を新たにいくつか明らかにすることで、未解明な点を減らそうと努めてきました。[19]

都市の火災

ジョセフ・ペネルが1918年に制作した予言的な自由国債ポスターは、火災嵐に完全に飲み込まれ、破壊されたニューヨーク市を想起させる。当時、世界各国の空軍が保有していた兵器は、このような事態を引き起こすほど強力ではなかった。

同じ基本的な燃焼物理学は、戦争や自然災害時の都市などの人工構造物にも当てはまります。

1755年のリスボン地震1906年のサンフランシスコ地震、 1923年の関東大震災など、大規模な都市火災のメカニズムの一部は、ファイアストーム(火災旋風)であったと考えられています。カリフォルニア州では、1991年にオークランドで発生した山火事や、2017年10月にサンタローザで発生したタブス火災など、本格的なファイアストームが山火事で頻繁に発生しています[22]

2018年7月から8月にかけて発生したカール山火事では、カリフォルニア州レディングで発生した山火事中にEF-3竜巻と同等の大きさと強さの致命的な火災渦が発生し、竜巻のような風による被害を引き起こした。[23] [24]山火事の嵐と特徴付けられる別の山火事はキャンプファイアで、ある時点では毎分最大76エーカーの速度で移動し、 2018年11月8日の24時間以内にカリフォルニア州パラダイスの町を完全に破壊した。[25]

第二次世界大戦中のハンブルクドレスデンなどの都市では、焼夷弾の空襲によっても火災旋風が発生しました[26]戦闘で使用された2つの核兵器のうち、火災旋風を引き起こしたのは広島だけでした。[27]一方、専門家は、現代のアメリカの都市設計と建設の性質上、核爆発後に火災旋風が発生する可能性は低いと示唆しています。[28]

都市 / イベント 火災発生日 注記
第二次世界大戦におけるハンブルクの爆撃(ドイツ)[26] 1943年7月27日 死者4万6000人。[29]ハンブルクでは約4.5平方マイル(12 km 2 )の火災地域が報告された。 [30]
第二次世界大戦におけるカッセルの爆撃(ドイツ) 1943年10月22日 死者9,000人、住宅24,000戸が焼失。焼失面積は23平方マイル(60 km² 。このうち、通常の大火事による焼失面積と火災による焼失面積の割合は不明である。[31]カッセルの焼失面積は東京やハンブルクよりもはるかに広かったが、市街地火災による火災規模はハンブルクの火災よりも小さく、規模も小さかった。[32]
第二次世界大戦におけるダルムシュタットの爆撃(ドイツ) 1944年9月11日 死者8,000人。火災による焼失面積は4平方マイル(10 km² 。このうち火災による焼失面積の割合は不明。住宅2万戸と化学工場1棟が破壊され、工業生産は減少した。[31]
第二次世界大戦におけるドレスデン爆撃(ドイツ)[26] 1945年2月13~15日 2万2700人[33]から2万5000人[34]が死亡しました。ドレスデンでは約8平方マイル(21 km²)の火災が発生したと報告されています[ 30 ] 。攻撃の中心は、容易に特定できるオストラゲヘーゲ・スポーツスタジアムでした[35] 。
第二次世界大戦における東京大空襲(日本) 1945年3月9~10日 東京大空襲は多くの火災を引き起こし、16平方マイル(41 km 2 )を覆う壊滅的な大火事に収束した。しばしば火災旋風事件と描写されるが、[36] [37]この大火事は火災旋風を発生しなかった。火災発生時に風速17~28 mph(27~45 km/h)の強い地表風が、火災自身の風系を形成する能力を上回ったためである。[38]これらの強風により、焼夷弾による被害が約50%増加した[39] 267,171棟の建物が破壊され、83,793人[40]~100,000人が死亡し[41] 、これは歴史上最も致命的な空襲となり、生命と財産への被害は広島と長崎への核兵器の使用によるものより甚大なものとなった[42] [43]攻撃前、この都市は世界で最も高い人口密度を誇っていた。 [44]
第二次世界大戦中の山口県宇部市 への空襲(日本) 1945年7月1日 宇部市では、約0.5平方マイル(1.3 km 2 )の瞬間的な火災旋風が報告された[30]宇部の爆撃が火災旋風を引き起こしたという報告とコンピュータモデリング[要出典]により、宇部の火災旋風の規模がこれまで確認された中で最小であることから、都市火災が真の火災旋風効果を発現するために満たさなければならない4つの物理的条件の1つが明らかになった。グラストンとドーラン:

火災が発生するための最低要件: 4.最小燃焼面積が約 0.5 平方マイル (1.3 km 2 )であること。

— グラストンとドラン(1977)。[45]

第二次世界大戦中の広島への原爆投下(日本) 1945年8月6日 火災は4.4平方マイル(11 km 2)を覆った。[46]火災地域の大部分が爆風被害地域内であったため、火災による死者数を推定することはできない。[47]

放火

1944 年の空襲で燃えるブラウンシュヴァイク。この写真では、火災嵐の特徴である単一の大規模な火災ではなく、孤立した個別の火災が燃えていることがわかり、火災嵐がまだ発生していないことに注意してください。

放火爆撃は、大型爆弾の爆風ではなく、焼夷装置による火災によって標的(通常は市街地)に損害を与えることを目的とした攻撃手法です。このような攻撃では、焼夷装置と高性能爆薬の両方が使用されることが多いです。高性能爆薬は屋根を破壊し、焼夷装置が建物に貫通して火災を引き起こしやすくなります。また、高性能爆薬は消防隊員による消火活動の妨げにもなります。[26]

焼夷弾は火薬戦争が始まって以来、建物を破壊するために使われてきたが、敵の戦争遂行能力を破壊するために空中からの戦略爆撃が使われたのは第二次世界大戦が初めてであった。ロンドンコベントリー、その他多くのイギリスの都市は、ブリッツで焼夷弾の攻撃を受けた。ドイツの大都市の大半は1942年以降、広範囲に焼夷弾の攻撃を受け、日本の大都市のほぼ全ても第二次世界大戦の最後の6か月間に焼夷弾の攻撃を受けた。 1942年からヨーロッパでの戦争終結までイギリス空軍爆撃司令部の司令官を務めたアーサー・ハリス卿が戦後の分析で指摘したように、第二次世界大戦中、人為的に火災を起こそうとする試みは数多く行われたが、成功した試みはほとんどなかった。

ドイツ軍は集中攻撃によって我々の都市を焼き払う機会を幾度となく逃した。コベントリーは空間的には十分に集中していたものの、時間的には集中がほとんどなく、ハンブルクやドレスデンのような火災竜巻は我が国では発生しなかった。しかし、彼らは我々に十分な被害を与え、集中の原則、つまり同時に多数の火災が発生するため、他の都市の消防隊からいかに効率的かつ迅速に支援を受けても、鎮圧できないという原則を我々に教えたのだ。

— アーサー・ハリス[26]

物理学者デイヴィッド・ハーフェマイスターによると、第二次世界大戦中の全焼夷弾爆撃の約5%後に火災旋風が発生した(ただし、この割合が連合国枢軸国の両方の空襲に基づくものなのか、連合国による複合的な空襲なのか、米国による空襲だけなのかは説明していない)。[48] 2005年、米国防火協会は報告書の中で、第二次世界大戦中の連合国による通常爆撃作戦によって、ハンブルク、ドレスデン、東京の3つの大規模な火災旋風が発生したと述べた。 [36]彼らは、カッセル、ダルムシュタット、さらには宇部での比較的小規模な火災旋風を、大規模な火災旋風のカテゴリーに含めていない。後にグラストンとドーランの引用と裏付けを行い、これらの小規模な火災旋風から収集されたデータを示したにもかかわらず、

第二次世界大戦中のドイツと日本への空襲による大規模火災の経験に基づき、一部の専門家は、火災嵐が発生するための最低要件は、(1) 火災面積1平方フィートあたり少なくとも8ポンドの可燃物(1平方メートルあたり40kg)、(2) 火災区域内の建物の少なくとも半数が同時に火災に遭うこと、(3) 火災時の風速が時速8マイル未満であること、(4) 最小燃焼面積が約半平方マイルであることであると考えています。

— グラストンとドラン(1977)。[10]

21世紀の都市と第二次世界大戦の都市の比較

アメリカ空軍の表。第二次世界大戦中、連合国がドイツの7大都市に投下した爆弾の総数を示している。[49]
1939年の人口 アメリカのトン数 イギリスのトン数 総トン数
ベルリン 4,339,000 22,090 45,517 67,607
ハンブルク 1,129,000 17,104 22,583 39,687
ミュンヘン 84万1000 11,471 7,858 19,329
ケルン 77万2000 10,211 34,712 44,923
ライプツィヒ 70万7000 5,410 6,206 11,616
エッセン 667,000 1,518 36,420 37,938
ドレスデン 64万2000 4,441 2,659 7,100

FEMAの報告書によると、第二次世界大戦中の通常兵器および核兵器による火災で非常に燃えやすかった都市とは異なり、現代のアメリカの都市設計と建設の性質上、核爆発後であっても火災が発生する可能性は低いとされている[28]。これは、高層ビルは構造物のバッフル効果により火災が発生しにくいためである[27]。また、第二次世界大戦中に密集した「脆弱な」木造建築物の性質上、東京と広島を除き、現代の建物が完全に崩壊した地域では火災が発生する可能性は低い。[47] [50]

第二次世界大戦中に火災が発生した都市と現代の都市の燃料負荷量には大きな差があり、現代の都市では火災発生面積1平方メートルあたりの可燃物の量が火災発生に必要な量(40kg/m2)を下回っている [ 51] [52]そのため、核爆発後に現代の北米の都市で火災が発生することは予想されておらず、現代のヨーロッパの都市でも発生する可能性は低いと予想される。[53]

同様に、第二次世界大戦中のベルリン爆撃において真の火災旋風を起こせなかった理由の一つは、ベルリンの建物密度が低すぎて、建物から建物へと容易に延焼しなかったことであった。もう一つの理由は、多くの建物が旧ドイツの中心都市の多くよりも新しく、質が高かったことであった。第二次世界大戦中のベルリンでは、近代的な建築技術によって、より効果的な防火壁と耐火構造が実現した。しかし、ベルリンでは大規模な火災旋風は発生しなかった。どれほど激しい空襲であれ、どのような種類の焼夷弾が投下されても、真の火災旋風は発生しなかった。[54]

核兵器と通常兵器の比較

核爆発の焼夷効果には、特に特徴的な特徴は見られない。原則として、人命と財産の破壊という点では、通常の 焼夷弾高性能爆薬の使用によっても、同様の総合的な結果が達成される。[55]例えば、広島でB-29爆撃機1機から投下された16キロトンの核爆弾1発によって生じたのと同じ火災の激しさと被害は、市内に分散配置された220機のB-29爆撃機から投下された約1,200トン/1.2キロトンの焼夷弾によっても引き起こされたと推定されている。長崎では、同市に投下された21キロトンの核爆弾1発は、125機のB-29爆撃機から投下された1,200トンの焼夷弾によって引き起こされたと推定される。[55] [56] [57]

核兵器による火災被害と同程度の被害を、より少ない総威力の数千発の焼夷弾で引き起こせた可能性があるというのは、直感に反するように思えるかもしれない。しかし、第二次世界大戦の経験はこの主張を裏付けている。例えば、1945年の広島の完全な再現ではないものの、ドレスデンへの通常爆撃において、イギリス空軍(RAF)とアメリカ陸軍航空隊(USAAF)の連合軍は、1945年2月13日から14日の夜に、合計3,441.3トン(約3.4キロトン)の兵器(そのうち約半分は焼夷弾)を投下した。その結果、ある権威ある情報源によると、2.5平方マイル(6.5 km²)以上が火災と火災嵐の影響で破壊されたとされ[58] 、別の情報源によると、約8平方マイル(21 km² が破壊されたとされている[30] 。

1945年の数ヶ月間に、合計で約4.5キロトンの通常兵器が東京に投下され、爆風と火災の影響で市の約15平方マイル(39 km 2 )が破壊されました。 [59] 1945年3月9日から10日にかけて行われたミーティングハウス作戦による東京空襲では、334機のB-29のうち279機が1,665トンの焼夷弾と高性能爆弾を東京に投下し、1万エーカー以上の建物、16平方マイル(41 km 2)(市の4分の1)が破壊されました。 [60] [61]

これらの空襲とは対照的に、広島に16キロトンの核爆弾が1発投下されたとき、爆風、火災、火災嵐の影響で市街地の4.5平方マイル(12 km 2 )が破壊されました。 [47]同様に、米国戦略爆撃調査団(USSBS)に勤務していたアメリカ陸軍航空隊の外科医、コルテス・F・エンロー少佐は、長崎に投下された21キロトンの核爆弾は、ハンブルクへの長期にわたる通常空爆ほどの火災被害をもたらさなかったと述べています[62]

アメリカの歴史家ガブリエル・コルコもこの意見に同意した。

1944年11月、アメリカのB-29爆撃機が東京への最初の焼夷弾空襲を開始し、1945年3月9日、都市の住民に向けて、初期のナパーム弾を含む大量の小型焼夷弾が次々と投下されました。...すぐに小さな火災は広がり、つながり、下層大気から酸素を吸い取る大規模な火災嵐に成長しました。この爆撃はアメリカ軍にとって「成功」であり、1回の攻撃で12万5千人の日本人が死亡しました。連合軍は同様の方法でハンブルクとドレスデンを爆撃し、 5月24日には名古屋大阪神戸、東京を再び爆撃しました。実際、広島に使用された原子爆弾は、大規模な焼夷弾爆撃よりも致死性が低かったのです。...斬新だったのは技術のみで、それ以上のものではありませんでした。...大規模な通常爆撃によってもたらされた別の困難がありました。それはまさにその成功であり、その成功によって、事実上、そしてアメリカ軍の意識においても、2つの人類破壊の方法が質的に同一になったのです。 「私は少し心配していた」とスティムソン(陸軍長官)は トルーマン(大統領)に語った。「我々が準備を整える前に、空軍が日本を徹底的に爆撃してしまい、新兵器の威力を示すための十分な背景がなくなるかもしれないと」。これに対し大統領は「笑って理解した」と言った。[63]

爆発力の低下に伴い火災被害が増加するという直線的な予測からの逸脱は、2つの主要な要因によって容易に説明できる。第一に、核爆発における爆風と熱の事象の順序は、火災の発生にとって理想的ではない。焼夷弾爆撃では、高爆薬爆薬の後に焼夷弾が投下され、限られた量の爆薬と焼夷弾から最大の火災発生確率を引き出すように設計された。いわゆる2トンの「クッキー[35]、別名「ブロックバスター」は最初に投下され、水道管を破裂させ、屋根、ドア、窓を吹き飛ばすことで空気の流れを作り出し、焼夷弾による火災を誘導する。そして、理想的には、先行する爆薬によって生じた穴、例えば屋根裏や屋根裏などに、焼夷弾が投下される。[64] [65] [66]

一方、核兵器は逆の順序で効果を生み出し、まず熱効果と「閃光」が起こり、その後に低速の爆風が続きます。このため、従来の焼夷弾爆撃は、同等の威力を持つ核兵器よりも大規模な火災を引き起こす効率がはるかに高いと考えられています。核兵器効果の専門家であるフランクリン・ドリアサミュエル・グラストンフィリップ・J・ドーランは、広島で発生したのと同じ火災被害は、約1キロトン/1,000トンの焼夷弾でも引き起こせた可能性があると述べています。[55] [56]

爆発威力が大きいほど都市火災の被害が大きくなるという予想結果が直感的に予想外に異なることを説明する第二の要因は、都市火災の被害は使用された兵器の威力ではなく、都市内外の状況に大きく依存しており、都市の1平方メートルあたりの燃料積載量が主要な要因の一つとなっていることである。火災旋風の条件、すなわち燃料積載量が多いことが既に都市に内在している場合、戦略的に配置された数百個の焼夷弾で都市内で火災旋風を引き起こすのに十分である(バット爆弾を参照)。

1666年のロンドン大火は発火点が単一であったため火災旋風には至らなかったものの、都市部が密集し、主に木造と藁葺き屋根の建物が建っていることを考えると、家庭用暖炉程度の焼夷弾の威力でも大規模な火災が発生する可能性があることを示す例である。一方、想像し得る最大の核兵器(爆発力1ギガトン以上)[67]であっても、都市の特性、すなわち燃料密度が火災旋風の発生に適さない限り、都市を火災旋風に巻き込むことはできないだろう。しかし、そのような核兵器は、今日世界中のどの都市でも衝撃波だけで破壊し、廃墟を居住不能なほどに放射線で汚染してしまうことを忘れてはならない。これほど大規模な核兵器であれば、都市(とその下の地殻)を一挙に蒸発させ、「火災旋風」と呼ばれるような被害を与えることなく済む可能性もある[68] 。

核兵器は、同等もしくはそれ以下の威力を持つ通常兵器と比較すると、火災発生の有効性において劣勢ではあるものの、上述の理由から、火災発生において通常兵器に対する核兵器の紛れもない利点の一つは、核兵器が極めて短時間でその熱および爆発効果を全て発揮するという点である。つまり、アーサー・ハリスの用語を用いるならば、核兵器は「一点集中」が保証された空襲の典型と言える。

対照的に、第二次世界大戦初期においては、「特定の時点」に集中した通常攻撃の成功は、パイロットが編隊を維持する能力と、時には下層の都市からの激しい対空砲火にさらされながらも目標を攻撃する能力に大きく依存していました核兵器は、こうした不確実な変数をほぼ排除します。したがって、核兵器は都市が火災に見舞われるかどうかという問題を、より少数の変数にまで縮小し、燃料積載量といった都市固有の特性や、風速といった都市内外の予測可能な気象条件に完全に依存させるようになります。数百機の爆撃機の乗組員が単一の部隊として共同で行動して成功するという予測不可能な可能性への依存度は低下します。

参照

潜在的な火災

以下の火災の一部はしばしば火災旋風と表現されますが、信頼できる文献によって裏付けられていません。

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