資料圖：電磁脈沖武器模擬圖。

    電磁脈沖（EMP）是一個瞬時產生的強大能量場，它對能量波非常敏感，可以在遠處破壞無數的電力系統和高技術微型電路。核武器在高空大氣層爆炸能產生巨大的電磁脈沖效應，這就是高空電磁脈沖（HEMP）現象。同樣，我們也可以通過高能電池或活性化學物質制造小規模的電磁脈沖，它就是高能微波（HPM）。據稱，有些國家和恐怖組織現在已經擁有使用電磁脈沖實施網絡戰或恐怖主義活動的能力，對美國的通訊等重要基礎設施產生了嚴重的威脅。而且，美軍的一些設備和武器也很有可能遭到電磁脈沖的攻擊。

    雖然敵對分子用電磁脈沖攻擊美國的危險現在還很遙遠，但有專家指出：隨著新技術和核武器的擴散，這種威脅正呈現出不斷擴大的特征。過去，相互確保摧毀戰略在很大程度上對使用高當量核彈頭進行攻擊產生了很大的威懾作用。但現在，只要一枚低當量核彈在美國或戰場上空爆炸，都將產生巨大的電磁脈沖效應。值得注意的是，電磁脈沖攻擊的目的不是摧毀目標，而是造成大面積的斷電現象，所以美軍也不可能馬上就會采取進行大規模核武器報復性打擊的戰略。隨著討論美國重要基礎設施控制系統和美軍作戰裝備在電磁脈沖攻擊面前的脆弱性的文章不斷出現，很有可能引起某些國家追求擁有核武器的新一輪熱潮。

    電磁脈沖威脅產生了4個政策問題：美軍怎樣才能使重要民用基礎設施免遭電磁脈沖的攻擊；如果敵方攻擊我國民用基礎設施，美軍應采取的措施；其他國家利用美國的弱點試圖發展或得到核武器；恐怖分子使用小規模電磁脈沖攻擊美國的方式。

    本報告將對這些問題進行討論。

    背景

    在有幾位專家表示了自己對美國重要基礎設施和美軍容易遭到電磁脈沖攻擊的擔憂后，國會于2001財年專門建立了電磁脈沖裝置威脅評估委員會（EMP委員會）。2008年7月20日，該委員會向參議院武裝部隊委員會提供了美國重要基礎設施和美軍受電磁脈沖影響程度的評估報告，其內容為對由電力網和臨時隔離電源支持的現代電力和通訊公共網絡測試結構的分析，分析的范圍包括：手機、計算機服務器、互聯網路由器和轉換器。本報告還為我們保護敵國使用電磁脈沖攻擊美國重要基礎設施提出了預防、保護和修復的建議。

    委員會報告指出，由于當今社會非常依賴電力系統和電磁脈沖獨特的攻擊方法，電磁脈沖攻擊將給國家安全帶來長期和災難性的后果。2005年，“卡特里娜”颶風所造成的長時間斷電就曾引起應急發電機能源供應枯竭。但遭到電磁脈沖攻擊后，電力網的大規模破壞能使緊密連接在一起的基礎設施產生級聯效應，而且，這種情況很有可能會持續數周乃至數月。委員會說：“任何對電力基礎設施重要組成部分的長期性破壞……都有可能使生活于城市中心和郊區的人們最終失去生命。然而聯邦政府現在卻無足夠能力對電磁脈沖的威脅進行評估和控制。”

    在2004年7月22日的聽證會上，參會的電磁脈沖裝置威脅評估委員會成員表示：美軍武器及其控制系統變得非常復雜，其軍事通訊管理系統仍需大量依賴美國民用基礎設施，所以在電磁脈沖攻擊面前非常脆弱。鑒于形勢急迫，委員會在聽證會上獲得了廣泛的認同。更令人擔憂的是，電磁脈沖攻擊將給未受到保護的民用和軍用基礎設施造成持續時間更長、波及范圍更廣的破壞性效果。

    2008年，電磁脈沖裝置威脅評估委員會的結論認為：如果公共部門和私人部門配合得當，美國有可能不會遭到電磁脈沖攻擊的大規模破壞。委員會還指出，未來3到5年用于改善美國此類安全的開支比起反恐戰爭費用和電磁脈沖可能給國家基礎設施造成的破壞是相對較少的。

    2004年和2008年的報告主要關注高空電磁脈沖攻擊所產生的破壞性效果，而沒有提到高能微波裝置的作用。高能微波裝置是非核無線電頻率（RF）武器，這一武器也能產生電磁脈沖。它有自己獨特的特征，而其攻擊覆蓋范圍與高空電磁脈沖攻擊相比要小得多。我們將一并討論這兩種武器。

    由于美國民用和軍用電力基礎設施的脆弱性和電磁脈沖在技術和價格上的可行性，使恐怖組織非常樂意制造小型高空電磁脈沖武器。有專家認為，如果美國不持續向世人公開表明它正為減少基礎設施脆弱性而努力，無賴國家很有可能發展高空電磁脈沖武器來對我們的計算機系統進行非對稱攻擊。

    電磁脈沖委員會

    電磁脈沖委員會根據2006財年的國防授權法案（P.L. 109-163）進行了重組。評估美國面臨電磁脈沖攻擊（不再使用“高空”二字，而在后面加上了“攻擊”）威脅的新委員會仍是原班人馬，不過因為有職位空缺，國防部新任命了一個人進來。電磁脈沖委員會的任務是對國防部、政府各部門和私人部門受電力支持的系統進行監視和研究，并為它們提出建立。

    委員會提交的報告認為，高空電磁脈沖攻擊將給美國造成災難性的后果。嚴重依賴計算機和電力使我國的基礎設施非常脆弱，如果局勢得不到扭轉，我們很有可能遭到電磁脈沖攻擊。

    在談到美軍時，報告說：

    雖然電磁脈沖測試設施已被封存或拆解，但我們非常擔心隨著電磁脈沖裝置設計、試驗和維護難度的降低，美國面臨這方面的危險將越來越大。新威脅將以多行為者主體為特征，包括：既定核武器國家、無賴國家、超國家組織和恐怖組織。這些行為體有的已經擁有了核武器和彈道導彈，有的估計會在未來15年擁有此類武器，一旦它們對美國發動電磁脈沖攻擊，將會給我們造成難以承受的損失……我們會越來越依賴電力系統，但如果對手使用電磁脈沖攻擊這種非對稱的手段，美國很有可能在其面前十分脆弱。

    2004年電磁脈沖委員會的報告建議形成防御電磁脈沖和其他大規模恐怖分子襲擊的5年計劃。在報告的第3章中，委員會對該計劃進行了簡短說明，但5年計劃中關于軍事設備的內容卻處于保密狀態。當前，電磁脈沖委員會準備就國防部對其建議的反應形成一個評估報告。

    2004年聽證會上的發言存在著一些問題，包括：在技術受到損失而沒有造成人員傷亡時，美國應對這種有限針對美國本土或美軍的高空電磁脈沖攻擊作出何種反應；美國當前的脆弱性是否助長了敵人制定相關計劃或發動高空電磁脈沖攻擊；高空電磁脈沖攻擊造成的長期后果，如形成大面積饑荒和人口減少。針對美國本土的高空電磁脈沖攻擊會比核打擊更可怕嗎？

    2008年重要設施脆弱性報告

    2008年電磁脈沖委員會的報告探討了10處相互依賴的美國基礎設施的脆弱性。報告顯示，過去我們僅對支持基礎設施的現代電力系統進行了有限的脆弱性試驗。另外，委員會還十分擔心：重要基礎設施廣泛應用監控數據與信息采集系統（SCADA），有助于政府部門或公司降低勞動力成本，但同時也面臨著巨大的危險。在對國家保護現代系統免遭核武器和電磁脈沖攻擊的能力進行評估后，電磁脈沖委員會認為，由于政府、國家圖書館和工業界等嚴重依賴電子技術，所以美國在這方面正迅速喪失它的技術優勢。

    政府與私人部門尚未做好充分準備

    有專家不相信美國近期會遭到大規模電磁脈沖攻擊，并對其破壞性提出了疑問，他們認為基礎性設施不會像報告所說的那樣脆弱。商用電子電涌放器能用于減輕電磁脈沖的破壞，但其反應速度完全跟不上后者瞬間破壞的節奏，因此不值得信賴（見本文“電磁脈沖總覽”章節）。

    2007年3月，一份對美國各州國民警衛隊總監的調查報告發現，大多數的應急設備都沒有準備好應對電磁脈沖攻擊。該報告的名稱是《導彈防御和各州的作用》，它由安克雷奇大學和克萊蒙特大學的研究機構共同完成。研究機構向美國50個州的國民警衛隊總監投遞了問卷，大半部分被調查人員對此進行了回復。雖然96%的州國民警衛隊總監擔心電磁脈沖攻擊，但卻鮮有人分析其攻擊效果，更不用說為應對此類攻擊進行訓練和準備了。據調查顯示，沒有一名國民警衛隊為防范電磁脈沖攻擊制定正式的計劃。

    不采取措施將擴大電磁脈沖對美國的威脅

    有專家認為，美國近期遭到大規模電磁脈沖攻擊的可能性非常小。即便美國遭到攻擊，電磁脈沖所產生的破壞也是有限的，而重要基礎設施也不會受到影響，軍事通信仍將暢通無阻，而很大一部分的民用電話也能繼續使用。他們指出，已有測試表明，現代商業設備在抵消電磁脈沖的破壞效果上非常有用，而某些使用商業設備的軍用系統在遭到電磁脈沖攻擊后也能很快恢復。

    但也有專家認為，美國過去的軍方試驗不僅存在誤導嫌疑，也不完整，在商業設備抵消電磁脈沖影響上往往得出錯誤的結論。他們表示，已經有好幾個國家在研究電磁脈沖技術，隨著電路系統越來越小型化，現代電子設備越來越容易被摧毀。電磁脈沖攻擊的效果由目標區域和能量決定，美國一旦遭受攻擊，往往會要好幾年才能恢復原狀。

    電磁脈沖裝置威脅評估委員會在聽證會上說，隨著時間的推移，美國并沒有在保護電腦系統和重要基礎設施上做出明顯的努力，可能會招致電磁脈沖攻擊。過去，相互確保摧毀戰略在對高當量的分導式核導彈形成長期的威懾效果上功不可沒。但是，如果一枚低當量、單一彈頭的核武器在美國高空或戰場上爆炸，它也能產生大規模的電磁脈沖沖擊，從而導致我國電子設備大量被破壞，卻又沒有造成人員傷亡。因此，直接攻擊美國的電磁脈沖攻擊既沒有造成大量的物理破壞，也沒有產生大量的美國公民傷亡，所以美軍采取大規模核報復的做法顯得沒有必要。一旦美國采取此種報復，將使無賴國家的領導人和大量無辜平民失去生命。那么，由于已經確定美國不會根據相互確保摧毀理論進行報復，而美國軍用和民用電腦又在電磁脈沖攻擊面前非常脆弱，所以會成為其他國家和恐怖分子發展、購買核武器的新誘因。

    電磁脈沖的總體評估

    電磁能如果被作為一種武器，可能會影響到一個國家的安全。人們可通過兩種途徑來產生電磁能：高空核爆炸和微波的散射。高空電磁脈沖是一種馬上可用的電磁能產生方式，它由核武器的當量和爆炸高度決定，可通過核爆炸的能量和放射產生，可以摧毀大面積的電子設備。高能微波電磁脈沖能可以通過特殊電子設備、強有力的化學反應或爆炸馬上產生脈沖并轉換為高能微波，因此可以對電子設備產生巨大的破壞，但它作用的范圍十分有限。另外，高空微波電磁脈沖武器作用范圍大，需要向高空發射能運載核彈頭的導彈，高能微波電磁脈沖作用范圍較小，技術門檻低，也更有可能為極端組織所用。高能微波能對電腦產生與高空電磁脈沖一樣的破壞，不過它的破壞范圍要小得多。

高空電磁脈沖效應對美國的破壞范圍。

    高空電磁脈沖簡介

    高空電磁脈沖是用核武器在遠離地表的地方爆炸形成的。通過這種爆炸產生伽瑪輻射并與大氣層產生作用，從而在瞬間制造出劇烈的電磁能量場。雖然這種能量場具有放射性，但對人是無害的，不過它能使電腦的電路過載，并產生比閃電攻擊還要快的破壞性效果。1962年，在太平洋進行的高空核測試（代號為“Starfish Prime” ）中，高空電磁脈沖攻擊的效果就已為美國人知曉，那一次夏威夷方圓800英里左右的廣播站和電子設備均受到不同程度的干擾。高空電磁脈沖的作用范圍可波及到幾千英里之外，它由核爆炸的高度與威力決定（如果一枚核裝置在堪薩斯上空合適的高度爆炸，它就能影響到整個美國）。高空電磁脈沖可通過金屬導體傳播，比如鐵絲、架空電力線路等，并通過導體將能量沖擊波傳輸到飛機、汽車的電子設備或通訊設備中。

    高空核爆炸（產生高空電磁脈沖）能先后產生3種能量，它們均可不斷地對電子設備產生不同程度的破壞。第一種能量是初始能量沖擊波，持續1微秒的時間，與強烈的靜電類似，并能在爆炸時讓所有視線范圍內的電子設備過載。第二種能量與閃電攻擊類似，如果被攻擊方擁有很好的防雷措施，那么這種能量單獨發生作用時對重要基礎設施產生的破壞有限。但由于第一種能量可以摧毀許多保護措施，所以第二種能量也能對電子設備產生大范圍的破壞。

    第三種能量是持續時間很長的磁流體動力（MHD）信號，它能持續1微秒到許多秒的時間。這個最后的脈沖效應或地磁信號，主要對依靠長波工作的電子設備產生破壞。

    第三種電磁脈沖有兩個組成部門，專家們把它們叫做“沖擊波”和“震蕩波”。“沖擊波”來自于通過膨脹與傳播電磁波的發光體造成地球磁場線的擾動。“震蕩波”來自于炸彈爆炸下方一小塊大氣層的升溫和電離，一旦它能起到傳導作用，也能擾亂地球的磁場。這兩種都可叫做磁流體動力信號，因為它們的效果由或發光體的膨脹決定，所以傳播速度非常“慢”。

    隨著發光體的膨脹，小范圍的磁效應通過遠程輸電線路不斷膨脹后立即消失，產生后期磁流體動力高峰，它可以使與電力網和電信基礎設施相關的設施崩潰。這種后期效應會與先前的高空電磁脈沖效應產生累加效果，與電力網和電信基礎設施相關的設施將會受到綜合性的擾亂。小型的獨立系統與第三個能量構成關系并不大，它常常只能被高空電磁脈沖的第一個能量構成侵襲。

    這里還有一點，第三個能量構成由核爆炸的威力決定，因此它一般與核武器的當量相關。但是，第一波電磁脈沖是個飽和度受到限制的效應，它可由所有的核武器產生，而不管核武器當量的大小。

    高能微波簡介

    高能微波是微米或毫米等級的電磁波，它們可在中等功率的情況下用于無線電頻率或雷達的通訊。高能微波可由瞬時電磁脈沖產生，比如，當威力巨大的化學爆炸通過特殊的線圈設備——磁壓縮發生器進行轉換后，就能變成劇烈的電磁場。還有一些方法也可用作制造能反復使用的高能微波武器，比如使用易于反應的化學物質、電磁組和電容器來制造電磁脈沖效應。高能微波可用來集中攻擊特種形狀的導體或發射器，使之在小范圍或有限距離內產生與高空電磁微波一樣的效果。但是，與高空電磁微波不同，高能微波輻射是在高頻率中使用短波，能對電子設備產生更大的破壞效果，因此更難反制。它結構簡單、只有手提箱大小，使用化學爆炸和特殊聚焦導體，從理論上可以產生一次高能微波，并可以中斷1英里以內的電腦的工作。而且，高能微波能量處在較高的能量級別（兆瓦級）或聚焦能量通道時，不僅能使電子設備長時間不能運作，而且還會對發射源周圍的人產生物理傷害。

    電磁脈沖的破壞效果

    與電磁能武器威力相關的研究已經非常多了，且有一些處于保密狀態。但是，劇烈的高空電磁脈沖輻射作用能干擾射頻連接和可破壞核爆炸幾千英里范圍以外的電子設備，則是總所周知的事情。如果電子設備與其他任何可用作導體的金屬相連接，那么高空電磁脈沖產生的破壞效果還將增加。因為基礎設施的電腦系統是相互連接的，所以大范圍的電磁脈沖效應能引導致電力網、燃料儲存設施、運輸系統、食品與水供應、用于醫院與首波搶險人員的通訊設備和使用民用設施的軍事通信系統長時間的中段。

    與高空電磁微波武器相比，高能微波的破壞范圍要小一些，但它的威力也足以造成電路故障，或使一些設備在幾分鐘、幾天、甚至幾周內不能正常運轉。2001年，美國的一架“科曼奇”直升機在飛越紐約上空的時候，使用高能微波武器攻擊當地的雷達，造成奧爾巴尼、紐約等臨近機場用于引導民用飛機著陸的全球衛星定位系統兩周內不能正常運作。

    用高空電磁脈沖攻擊美洲大陸需要一枚當量1百萬噸（也可以低一些）的核彈頭，并將它在美國中西部州的上空引爆，從而能破壞美國東岸至西岸等廣大地域內的電腦。高空電磁脈沖的破壞直徑為250英里，按照這一威力，在戰場上只需要在適當的高度引爆一枚小型核武器就足以給敵人造成很大的損失了。如果從貨船上發射一枚攜帶核彈頭的中程或遠程彈道導彈，那么它能使美國海岸地區的電腦系統被大面積破壞。

    高空電磁脈沖效應和高能微波的破壞作用會隨著距離的縮小而降低，遠距離的電子設備只是被關閉，它們不可能被摧毀。要使高空電磁脈沖效應產生大范圍的作用， 那就必須在極高的高度引爆核彈，但也有可能因爆炸高度過高導致彈頭熱量或爆炸等直接殺傷難以奏效。另外，核武器產生的高空電磁脈沖只是短時間的，由于時間太短，它不能作用于人體，所以對人是無害的。但是，由于高能微波武器只是針對特定目標的小范圍攻擊，因此它有時能產生持續時間較長的破壞作用。在能量束集中的地域，高能微波的這些特征能造成人員受到嚴重的灼傷和其他傷害。另外，如果人員離微波發射器過近，它也會產生致命的效果。

    高空電磁脈沖和高能微波都能通過破壞電子打火和控制系統造成車輛無法正常工作，但用于火花點火的真空管和電感器對電磁微波的免疫能力卻要高一些。由于現代電子設備的體積一直在縮小，電路變得越來越小，所以極易遭到電磁干擾。所以，依靠老技術的國家相比那些更多依賴現代技術的國家更能抵消高空電磁脈沖或高能微波的破壞作用。

    攻擊后的恢復

    因電磁脈沖攻擊造成的通訊和電力即時中斷使整個系統的恢復過程變得非常復雜。如果沒有通訊工具，我們就很難確定被破壞設備的具體位置，也不可能調遣人員去恢復這些系統。在委員會2008年的報告中，第50頁-51頁的表格已經對電力系統的各種設備的恢復時間進行了估計。

    這個報告還說，改善和擴大電力系統的商業需要為我們在經濟上可接受的范圍內提高整個系統的安全性與可靠性制造了契機。報告認為，通過政府和整個行業的通力合作，我們能大大減少電磁脈沖對電力網的破壞效果。報告還根據它提出的標準建議，政府應及早通過防御電磁脈沖攻擊的立法，并為相關的安全設備提供資金支持。

    電磁脈沖攻擊對華盛頓地區的經濟沖擊

    2007年9月，巴爾的摩的賽奇政策工作組和即時接入網絡（IAN）聯合公布了一個電磁脈沖攻擊對巴爾的摩-華盛頓-里奇蒙德地區的破壞效果估計的研究。該項研究的假設是，敵人在距地面30至60英里的高度引爆了一顆核彈，其作用半徑為至少500英里，并就電磁脈沖效應對經濟的破壞產生進行了探討。在這樣的電磁脈沖效應中，沒有人感到它的熱量或爆炸效果，但電子和能量基礎設施則會因之而遭到中斷或破壞。巴爾的摩-華盛頓-里奇蒙德地區所遭受的經濟損失只是整個區域因電磁脈沖攻擊所帶來的經濟損失的1/10。

    報告估計了電磁脈沖造成的輕微、中等和高度三種經濟破壞，并已經被電磁脈沖專家廣為接受。建立在假設基礎上的方法對地區內電力系統、通訊系統、系統控制和數據采集設備（SCADA）等易受到電磁脈沖影響的基礎設施的破壞效果，以及修復這些設施和全面恢復經濟運行所需要的時間。報告通過綜合運用這些假設，對電磁脈沖效應對地區經濟的最終破壞進行了估計。電磁脈沖對重要基礎設施的累積效應的假設為，電磁脈沖的破壞效果由它對電力網和通訊系統的破壞程度決定的。累積破壞由電力網和通訊系統遭到攻擊后的殘存能力的乘積決定，它又可分為3個情況。比如，在破壞較高的情況下，電磁脈沖對電力網能力和通訊能力的破壞均為50%，那么經濟運行能力就只能遺留原來的25%（那就是50%乘以50%）。

    該項研究認為電磁脈沖效應會給巴爾的摩-華盛頓-里奇蒙德地區造成超過7700億美元的經濟產出損失，或給整個國家造成一年7%的國內產出損失。甚至在最理想的情況下，不管有防護還是沒有防護的基礎設施，電磁脈沖產生的破壞仍需要一個月的恢復時間，并造成90億美元至34億美元的損失。

    按照這個報告的說法，在最壞的情況下，不僅僅電磁脈沖能造成大面積的破壞效果，還有可能導致所造成的破壞要好幾年時間才能修復。在極端情況下，恢復經濟需要替代被破壞的設備會立即使相關的生產能力告罄。另外，它還會造成恢復或替代重要基礎設施的專業技術人員極度緊缺。高空電磁脈沖效應產生的破壞不僅將遠遠超過巴爾的摩-華盛頓-里奇蒙德地區的范圍，使恢復的努力更加復雜。因此，恢復活動不可能有序地進行。而更有可能出現的情況是，恢復努力的展開會非常緩慢，但隨著基礎設施逐漸恢復運轉，其速度隨后會加快。

    移動數據中心與防御電磁脈沖攻擊

    電子設備應覆蓋金屬保護層，使其能更好地防御電磁脈沖攻擊，也能使敏感性高的電子設備遠離電磁脈沖的破壞。這個方法就是靜電屏蔽防護，常常用于為電子設備提供防御輕度攻擊的能力。但是，我們必須小心建造這些設備。任何途經保護地域的電線都有可能成為導體，將電磁沖擊波傳導到設備之中。我們可以通過經過特殊設計的浪涌電壓保護器、導線接線終端程序、有過濾功能的隔離變壓器、放電器等等設備來來防御電磁脈沖攻擊。另外，通過威力巨大的核爆炸產生的電磁脈沖波，有可能形成200千瓦/米的電場，這種電磁波也可以穿透一些保護層。

    微軟、太陽微系統等公司已經生產了“移動數據中心”，電腦的硬件可以安裝到預制的模塊化空間中，如果需要，這些硬件也可安裝到其他電腦的模塊化空間之中。比如，一個移動模塊能管理用于管理電源和冷卻系統的1200個服務器中。所有這些電腦硬件可以裝入一個40英尺長度標準冷凍集裝箱中，能用卡車運輸。這個新方法也能用于家用電腦，它會大大地減少電腦設備安裝的費用。

    而且，移動數據中心的其他特征使它也可以讓美國的電腦系統更能防御電磁脈沖攻擊。比如，即時訪問網絡（IAN）是一個特殊的技術供應商，它現在已經可以提供用于軍方保護設備防御電磁脈沖攻擊的移動式模塊化設備空間。即時訪問網絡使用焊接的金屬外殼來完整地覆蓋設備。最近提交的專利申請包括，用單一結構的方法來應對不同頻率的電磁脈沖攻擊和通過減輕重量來增加移動能力。這種可移動的模塊是根據嚴格的要求制造和測試的，能大規模投產并防止美國當前和未來的電腦系統遭到電磁脈沖攻擊。比如，將單一模塊安裝在邊遠地區的重要基礎設施上作為數據監控數據與信息采集系統，或將多個模塊與總部位置連接在一起，以提高保護能力。

    國防部出版了軍標188-125，對地面指揮部與控制中心防御高空電磁脈沖的方法進行了界定。但是，并不是所有的軍用設備都能防御電磁脈沖攻擊。另外，國防部有的系統是依靠商業系統運作的，如用于支持軍隊作戰的通信衛星和地基站點。如果在系統的最初設計就配置了防御設施，即給大多數電腦和通信設備等軍用系統和大規模生產的商業設備增加防御高空電磁脈沖或高能微波的設施，只會增加總費用的2%到3%。但是，如果要在那些已投入使用的系統中加裝防御設施，將使總費用抬高3%-10%。

    國防部防御能力的薄弱環節與相關研究

    2004年，電磁脈沖裝置威脅評估委員會指出，國防部沒有進行任何防御電磁脈沖攻擊的演習和模擬活動。實際上，電磁脈沖裝置威脅評估委員會的成員認為，過去40年， “因為電磁脈沖攻擊往往會使整個演習和兵棋推演被迫結束，所以國防部不愿意將此種攻擊納入演習和兵棋推演的方案之中，這不是一個好事情”。

    2005年4月，專門負責核武器效應（NWE）測試的國防科學委員會（DSB）特遣部隊在經過評估和模擬之后向國防部提交了一個專門論述當前和未來威脅環境的報告。報告包括對國防部在核戰爭挑戰下遂行成功作戰的綜合性評估。國防科學委員會是獨立地得出結論的，“但它的結論和建議與國會授權電磁脈沖委員會進行評估得出的結論和建議高度一致。”國防科學委員會的結論如下：

    盡管戰略性核戰爭的威脅正在減少，但美國在地區作戰中面臨核戰爭環境的可能性不但沒有降低，反而在增加。它是由核武器能力的擴散、核武器可以抵消美國的常規軍事優勢和反制美國先發制人學說等因素推動的。

    ……必須考慮核戰爭環境下重要作戰單元的生存能力因素。這些因素意味著我們在演習和兵棋推演中將向商業準軍用為基礎的電子設備、老化的重要系統、加強對原來的C4ISR2設施“軟件”的依賴、抵消核力量作用的一般要求、抵消核力量環境作用的一般因素轉型。問題的底線就在于，當前的指揮官和計劃制訂者不能夠確保今天的武器平臺，指揮與控制(C2)、情報、監視與偵查系統（ISR）和相關設備能在核爆炸后迅速做出反應。

    我國1962年在內華達基地進行地下核試驗就是用于研究在核戰爭條件下抵御高空電磁脈沖效應影響的相關技術。1963年《片面禁止核試驗條約》禁止各國在空中、太空和水下進行核試驗。自那以后，用于測試大規模高空電磁脈沖效應對重要基礎設施的影響的試驗備受限制。由于需要考慮電路板的構成、網絡連接、無線電系統、硬件模塊、支持重要基礎設施的現代電磁系統作戰環境等諸多因素，設計新的模擬器來模擬高空電磁脈沖效應需要復雜的計算。

    國防部已經在新墨西哥州柯特蘭空軍基地的阿爾布凱克研究高能微波電磁武器。美國軍方正在研發用于電子戰的武器可以擾亂導彈的飛行軌跡，也可破壞敵軍的通信、測距和電路設備。軍方發展的其他高能微波武器有便攜式高能微波武器和能夠被炮兵反復使用的高能微波武器，這些武器攻擊時產生的誤差為幾英里也能對目標產生破壞。為了穿透抵御核攻擊的強大防御設施，這些武器發射出的高能微波還能集中成像激光那樣的波束并調整到合適的頻率范圍。據稱，即便是經過混泥土加固且深埋地下的掩體，只要有一絲光線滲透到掩體中，高能微波束也能對掩體造成破壞。

    由于瞬時高能微波的能量可以被地面反射并能影響到作用范圍上空的飛機，所以許多測試都是用裝載無人飛行器上或空軍的常規巡航導彈系統上的高能微波裝置進行的。到2010年，據稱國防部將部署幾件空射型無人飛行器使用一次性和可反復使用的高能微波武器，這些武器的設計目的是破壞敵人的電腦系統。

    地波應急網

    冷戰時期，美軍曾設計了一種依靠用于美國本土戰略軍事領域的應急信號而建立的通信系統，該系統使用靠低頻地波傳輸的信號——超低空電磁場——而不是將信號發射到空中。地波應急網或GWEN系統的設計目的是在電磁脈沖的干擾作用下仍保持通信的暢通。但據說其硬件是以晶體管為基礎的，所以系統在某些層面上容易遭到電磁脈沖效應的破壞。另外， GWEN系統的固定站點也容易被敵人探知，所以極易遭到直接攻擊。

    隨著冷戰的結束，美軍希望縮減核武庫和相關基礎設施。1998年后，美軍讓GWEN系統退出現役并代之以SCAMP終端。SCAMP終端使用了極高頻技術（EHF），該技術可以提供反制電磁脈沖效應的功能。由于SCAMP終端非常輕便而且是移動式的，能與國防部的衛星協同工作，所以比GWEN系統更靈活。

    其他國家的電磁脈沖能力

    據說，美國的幾個潛在對數——俄羅斯和中國等國家已經有能力使用核導彈對美國發動高空電磁脈沖攻擊。而像朝鮮這類國家，則有可能在2015年時擁有此種能力。其他國家也可能在未來幾年發展進行高空電磁脈沖作戰的能力，這些國家包括：英國、法國、印度、以色列和巴基斯坦。

    據報道，伊朗于2005年從朝鮮那里獲得了幾枚中程和中遠程彈道導彈，其射程在2500英里左右。2006年，伊朗成功測試了幾枚可攜帶核彈頭的謝哈布-3彈道導彈，但這些導彈均在中段飛行階段爆炸。不過這些導彈的爆炸可能是其本身的自毀裝置在起作用，因為伊朗在2006年就宣稱導彈測試已經獲得了全面的成功。2005年，有人在參議院司法委員會關于恐怖主義、技術和國土安全的小組委員會聽證會上指出，伊朗的聲明表明它可能已經具備了發動高空電磁脈沖攻擊的能力。但也有專家小心翼翼地指出，伊朗此舉就是簡單的恐嚇戰術，并無其他特殊含義。

    2008年6月，參議院武裝力量委員會在討論非對稱戰爭和反衛星武器時，也提及美國有可能遭到中國電磁脈沖攻擊的可能性。1999年的美國國防部報告稱，中國正積極地發展電磁脈沖武器，并已經投入大量的資源到其他電子戰系統和激光武器之中。該報告還指出，中國領導人將進攻性的反太空武器和天基防御系統作為未來戰爭方案中不可或缺的一部分。報告認為，中國到2010年時可能會擁有60枚能打到美國本土的洲際彈道導彈。另外，中國有可能在21世紀的第一個10年內用遠程導彈替代當前的20枚洲際彈道導彈。也有消息稱，其換裝速度有可能會更快。

    前蘇聯駐美大使和俄羅斯議會國際事務委員會前主席魯金曾表示，俄羅斯當前已經擁有了針對美國反動一次高空電磁脈沖攻擊的能力。1962年，前蘇聯進行了一系列大氣層核試驗，研究了高空電磁脈沖效應在浪涌保護罩失效、電力供應故障和在600千米外對地面和地下掩體的破壞等方面的內容。從那以后，俄羅斯通過為防止軍用和民用電子設備遭到高空電磁脈沖攻擊做了大量的準備，并對操作電子設備的人員進行了持續的專門訓練。有資料顯示，俄羅斯的一些知名物理學家也在研究電子戰武器和電磁脈沖效應。

    政策分析

    準備情況

    美國在阻止電磁脈沖威脅時作了哪些保護重要基礎設施的準備？如果遭到用核武器制造的高空電磁脈沖攻擊，這些攻擊對硬目標和人口相對于直接攻擊的破壞小，卻對電子設備的破壞大時，美國做出怎樣的反應才算合適的？在遭受高空電磁脈沖效應攻擊時，美國應保持其進行核報復的戰略武器使用能力，但攻擊會使它的工業基礎和重要基礎設施癱瘓或不足以應對一場持續的戰爭嗎？這個時刻，別的國家選擇在世界上的其他地區獲取軍事優勢時，美國應當作出強硬的反應嗎？

    據稱，美軍在“伊拉克自由”行動中，有大量的通信都是依靠商業衛星來完成的，而且有許多軍隊管理信息當前就是依靠民用網絡來完成的。許多商業衛星，尤其是低軌道商業衛星，在高空核爆炸之后會出現功能衰退或停止運作的現象。許多商業衛星地面控制站在遭到電磁脈沖效應攻擊時也會出現功能衰退的現象。但也有專家認為，軍事信息系統在高空電磁脈沖效應和高能微波面前的脆弱性被過于夸大了，因為技術是在不斷創新的，而使用電子設備的治國手段和確保民用網絡和衛星系統正常運轉的手段也是非常靈活的。

    國防原子能支援局、國防核工業局、國防特種武器局已經對大規模高空電磁脈沖效應的影響進行了幾年的研究，現在，國防威脅壓制局又加入到這一研究之中。但是，將這些研究成功應用到軍事武器和通信系統的程度卻參差不齊。有專家認為美國的戰略軍事系統（洲際彈道導彈和遠程轟炸機）能有力地防御高空電磁脈沖效應，我們其他用于戰場上的武器系統則防護非常薄弱，無疑潛在對手知道這些情況。

    有專家認為，有限的測試已經表明現代商業設備抵消電磁脈沖效應作用的能力是驚人的，而有些軍用系統通過使用商業設備的方式能增強防御電磁脈沖效應的能力。但也有專家認為，美軍采取的程序測試反制電磁脈沖效應的能力得出的結論是誤導人的，讓人在電磁脈沖效應對民用設施的影響問題上得出了錯誤的結論。

    國土安全部

    作為威脅分析任務的一部分，國土安全部已經提出了15個國家計劃方案，對潛在恐怖分子攻擊和自然災害造成的大規模破壞進行了詳細的描述。這15個方案用于各級政府和所有私人部門完成國土安全準備工作的應急方案。它們形成了協調聯邦制定計劃、進行訓練、實施演習、投入所需資金應對所有緊急情況的基礎。但是，電磁脈沖效應執行委員會成員指出，他們在2008年眾議院武裝部隊委員會的聽證會上沒能說服國土安全部增加防御電磁脈沖攻擊的國家計劃方案。

    核動機

    一件簡單的核武器在美國本土上空合適的高度爆炸能夠影響到我們的工業能力、經濟穩定和軍事效能。隨著核技術的擴散，一旦潛在對手知道美國這方面的脆弱性，它們會產生發展或獲得核武器能力的動機嗎？那些國家會把發展和購買核武器——即便是小規模的，當成網絡戰的一個戰略嗎？

    在冷戰時期，用多枚核彈頭實施高空電磁脈沖攻擊是核戰爭的第一步，但相互確保摧毀能維持長期的威懾。今天，核技術的擴散使高空電磁脈沖攻擊的威脅更難評估。在得知攻擊既不會產生致命效果，也不會招致美國使用核武器殺死數以百萬計的無辜平民時，那些無賴國家的領導人會使用少量的核武器發動癱瘓美國的高空電磁脈沖攻擊嗎？在處于地區沖突的爭議地段使用高空電磁脈沖攻擊將被我們看作是抵消美國通信節點與網絡中心能力和依靠有限的核力量獲取戰場優勢的手段嗎？

    恐怖分子

    小型高能微波武器的設計結構比較簡單，因此可使用非常容易獲得的電子器材和化學爆炸物制造。據估計，藏在衣服里的小威力高能微波武器的造價不足2000美元，任何國家（包括恐怖組織）都有能力制造這樣的武器。2001年，國防部征召一名科學家制造了用于測試的高能微波武器，他使用的材料只是一般市場上的電子組件，如普通的火花插頭和線圈。其中一個裝置經過分解后可裝入兩個包裹之中，因此一般的快遞就可運送，比如，從一個恐怖分子送到另一個恐怖分子手里。當前，高能微波裝置包括足以擾亂或破壞電子設施的裝置，該裝置可藏入衣服內，據說可以從市場上買到。

    要評估恐怖組織使用小型高能微波武器攻擊美國重要基礎設施的威脅的程度存在困難。高能微波炸彈可能對恐怖分子并沒有多大吸引力，因為它的威力太小，可能還不及常規炸彈的破壞效果。有專家指出，越來越多的恐怖組織領導人將知道使用電池脈沖攻擊美國重要信息系統給自己帶來的不斷增長的好處。另外，使用新武器攻擊美國的信息系統將引發媒體的廣泛關注，也會吸引其他美國的敵對組織使用與它們同樣的攻擊方式。

    人權

    高空電磁脈沖和高能微波能量武器主要破壞電子系統，對人員作用很小或根本就沒有直接效果，但這些效果往往影響甚大或不易控制。高空電磁脈沖或高能微波能量場會瞬時釋放，它們可能會影響到附近的醫療設備或個人醫療設施，比如pace-maker等其他附近的民用基礎設施。因此，有些國際人權組織可能會反對發展或測試高空電磁脈沖武器或高能微波武器。

    作者：科雷·威爾遜（Clay Wilson）

    編譯：知遠/車俊良