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盘点气象与军事

来源:中国天气网 责编:ldzldz 作者:佚名 时间:2009-05-17

2008年8月1日是中国人民解放军建军节。它来源于中国国内民主主义革命时期中国共产党人领导的南昌起义。1927年8月1日的南昌起义,打响了中国共产党武装反抗国民党反动派的第一枪,标志着中国进入了中国共产党独立领导武装革命的新时期,标志着中国新型的人民军队的诞生。

建军节是子弟兵的节日,同时也是广大军事爱好者的节日。在军事爱好者心中,军事和气象历来有着紧密的联系,从诸葛亮借东风火烧曹营开始,人类历史上利用气象条件在战争中打击敌人保护自己的例子层出不穷。

天气——军事活动的“双刃剑”
   
天气对军事活动来说是一柄“双刃剑”,不同天气条件对军事活动的影响往往不同,即使是同一种天气条件,也常常因指挥员和部队利用是否得当而产生不同的结果。

1、气象对战争的影响

风:大风和强烈的垂直气流是危及飞机飞行、导弹发射安全,影响火炮射击精度的重要因素;

云:低云影响侦察、射击、投弹,积雨云对导弹、火箭发射和飞机飞行安全威胁很大,云层对再入大气层的导弹弹头可以造成侵蚀从而增强或减弱核爆光辐射效应;

雾:大雾给飞机起降、舰艇编队航行、军种兵种协同作战等带来困难,雾层能使化学毒剂蒸气产生凝结、沉降和水解从而降低杀伤效能等,雾也可以作为“天然烟幕”,掩护部队的作战行动;

降水:暴雨、大雨和连续性降雨可引起山洪暴发、土壤流失和泥石流等灾害,从而冲毁军事设施。毛毛雨、雪会降低能见度,冻雨可使飞机、导弹外壳和雷达天线等积冰而影响性能;

沙暴:能引起电磁波衰减,干扰无线电通信,危害兵器和设备,强烈的沙暴卷起沙石可形成沙壁向前推进,使能见度接近于零。

典型战例——三国时,周瑜命诸葛亮造10万狼牙箭,限期3天。诸葛亮胸有成竹,准备战船20只,束草千担,在漫天大雾中把船驶进曹营。曹操误以为是周瑜偷营,吩咐乱箭齐发,于是使诸葛亮“借”得10万狼牙箭。

第二次世界大战中,美国第三舰队遇强台风袭击,约800人死亡,飞机被毁146架,若干舰只沉没。

2003年的伊拉克战争中,一场强沙尘暴使美军飞机被迫降落或停止起飞,通讯网络装备被毁,2架直升机坠毁,士兵全部被“驱赶”进入就近的散兵坑、军车和帐篷。

2、水文对战争的影响

海浪:能改变舰船的航向、航速,甚至产生船身共振使船体断裂,破坏海港码头、水下工程和海岸防护工程,影响雷达的使用、水上飞机和舰载机的起降、水雷布放、扫雷、海上补给、舰载武器使用和海上救生打捞等。小浪利于潜艇隐蔽接近敌方,大浪影响鱼雷发射和舰艇安全航行,不利于登陆作战;

潮汐:掌握潮汐发生的时间和高低潮时的水深是保障舰船航行安全,进出港口、通过狭窄水道及在浅水区活动的重要条件,也是建设军港码头、水上机场,进行海道测量、布雷扫雷、救生打捞,构筑海岸防御工事,组织登陆、抗登陆作战和水下工程建设等必须考虑的重要因素;

潮流:登陆作战中,乘涨潮顺流而入,利于部队登陆;逆流而行,会降低舰船速度,延长时间,增加登陆困难。潮流大的海区不宜布雷、施放水下障碍物和舰艇锚泊待机。

典型战例——二战初期,德军潜艇利用英国沿海潮流变化,潜入英国海军基地佛罗港,击沉近3万吨级的英国旗舰“皇家橡树”号后安全返航。

1982年马岛战争中,狂涛伴大雨,英军乘机夺回马岛。但同时由于风浪大、能见度差,英军一架直升机坠毁,21人丧生。

3、空间天气对战争的影响

对航天器的影响:高层大气阻力可使航天器动能减小,运行轨道高度降低,轨道收缩;宇宙间高能带电粒子不断轰击航天器表面,可造成航天器辐射损伤,更高能的粒子可穿过电子器件,在电子信号串中改变数据位,导致仪器发出混乱指令或提供错误数据;

对军用电磁通信、预警、导航定位的影响:当空间灾害性天气发生时,无线电通信和雷达信号传输会受到影响,卫星微波通信也会因电离层扰动而降低通信质量。电离层闪烁可导致GPS卫星导航、定位误差高达几十米至几百米,甚至信号中断;

对战略武器使用的影响:当太阳爆发导致高层大气密度发生剧烈扰动的时候,导弹飞行的实际轨道将严重偏离预测轨道;

对人的影响:据估计,如果飞船在深空飞行或在磁层外进行舱外活动时,大约有十分之一的宇航员会受到致命剂量的高能带电粒子辐射。

典型事件——1982年12月26日,美国地球同步轨道业务4号卫星的可见光和红外扫描辐射计,在太阳耀斑发出的高能质子到达45分钟以后失效,在一系列强磁暴袭击加利福尼亚海岸时最终完全损坏。

1989年3月空间大磁暴期间,低纬地区的无线电通信几乎完全失效,美国海军的4颗导航卫星被迫提前一年停止有效服务,飞机、舰船的导航系统失灵。

2001年4月3日凌晨,25年来最大的太阳X射线爆发事件,使我国的短波通信和侦测等用户系统受阻、中断约3小时。

军事气象学—气象与作战的结合

军事气象学是研究气象条件对军队行动、武器的使用和技术装备的影响,以及研究对军队行动实施气象保障的一门学科。它是气象学应用于军事领域的一个分支。
  
军事气象学是根据战争的需要,在军事学、气象学和其他科学技术的基础上逐步形成和发展起来的。气象条件对军队行动的影响,既有不利的一面,又有有利的一面,即使是同一种气象条件,也常常因人们主观处置的不同而有不同的结果。
   
在战争中,正确运用气象条件,趋利避害,历来被视为兵家不可缺少的一项指挥艺术,中国春秋末年的军事名著《孙子兵法》,把天气、气候条件同与战争胜负有关的其他因素,并列为道、天(指阴阳、寒暑、时制)、地、将、法,并指出“凡此五者,将莫不闻,知之者胜,不知者不胜”。
   
在古今中外战史上,巧用气象条件取胜的战例不胜枚举。如中国东汉建安十三年(公元208年)十月,孙权、刘备联军在赤壁之战中,借助东南风用火攻打败曹军;第二次世界大战期间,日本军队利用恶劣天气,对珍珠港一举偷袭成功。与此相反,因疏忽气象条件而失利的战例也是屡见不鲜的,1812年拿破仑率兵60万进攻俄国,因不适应当地的大陆性气候,出现严重的非战斗减员,在俄军的反击下,最后只剩下两万余人。
   
在古代,作战样式和兵器都较简单,规模较小,气象条件对军队行动的影响更多地在于战术方面。随着战争规模的扩大,新技术、新兵器的出现,以及与之相应的军事理论的发展,到了第二次世界大战以后,军事气象学在继续注意解决战术应用问题的同时,更多地开展了气象条件对军事技术、武器装备使用的影响等方面的研究工作,开始形成了自己的体系,获得了较大的发展。
   
基于气象条件对各军兵种和武器装备使用的影响不同,军事气象学的研究逐步扩大到海军、空军、炮兵、导弹、化学武器、生物武器和核武器等领域,并开展了军事气候和用于军事目的的人工影响天气方面的研究工作。
   
海军舰艇部队领域的军事气象源于航海气象,主要研究气象条件对舰艇航行、作战和训练的影响,舰艇防范或规避航危天气,以及对舰艇部队实施气象保障的方法等。影响海军舰艇航行和作战的主要气象因素是风、海雾、风浪等。

气象条件影响战斗机海上起落


航空兵领域的军事气象,主要研究气象条件对飞机飞行、作战和训练的影响,以及对航空兵部队实施气象保障的方法。对航空兵行动影响较大的气象因素是风,云、大气能见度(雾、降水和其他视程障碍现象)、雷暴铅直气流,低空风切变、大气湍流,以及在适宜条件下产生的飞机积冰和飞机尾迹等。

炮兵领域的军事气象主要研究气象条件对火炮射弹飞行、命中精度和声测侦察的影响,以及对炮兵射击渚元进行气象条件修正和对炮兵部队实施气象保障的方法。气象条件对射弹飞行和命中精度的影响,主要是通过改变作用在射弹上的空气动力和空气动力矩,并进而改变其弹道诸元(速度、弹道系数和弹道倾角)来实现的。主要影响要素是风、虚温、气压、铅直气流和大气湍流。
   
导弹气象主要研究气象条件对导弹发射,飞行、命中精度、制导和生存能力的影响。由大风造成的侧向风载荷,可使竖立在发射台上的导弹产生弯矩和翻转力矩,甚至翻倒,阵风还可引起导弹摆动;发射场周围一定范围内出现的闪电,常常可引起泄漏或外溢的氢化推进剂燃烧或爆炸,有时甚至可击毁导弹和地面设备;与对炮弹的影响类似,风、空气密度、铅直气流和大气湍流都影响导弹(主要是再入大气段)的飞行和命中精度;云、雾、降水等视程障碍现象妨碍天文导航;大气对波的折射和衰减作用,可使光学和无线电遥控系统产生测定误差。
   
化学、生物和核武器的杀伤破坏作用受气象条件的影响很大。气温和地面温度影响化学毒剂的挥发速度,从而影响形成杀伤浓度的快慢和持续时间的长短,也可改变毒剂的相态,以及影响细菌的生存和繁殖条件;近地面层的风向、风速影响化学、生物战剂的水平输送,进而决定染毒空气和生物战剂气溶胶云团的传播方向和传播的纵深,风速可改变毒剂的挥发速度,影响毒剂有效杀伤浓度的形成和持续时间;近地面层的气温和风的层结以及大气端流,影响化学、生物战剂的扩散;空气中的水汽、雾和雨,可使毒剂蒸气凝结、沉降和水解,造成初生毒剂云团浓度下降;降水可将飘浮在空气中的烟雾状毒剂的微粒和生物战剂气溶胶冲刷到地面,使空气的染毒浓度或感染剂量降低。
   
空气密度、大气透明度、降水、云层和地面冰雪面,可影响核爆炸光辐射到达目标处的光冲量的大小;气温、风和它们的分布,可影响冲击波的传播速度;空气密度可影响早期核辐射(射线和中子流)的杀伤破坏距离;风、气温的层结,铅直气流,大气湍流,降水和对流层顶高度等可影响核爆炸放射性产物的沉降和污染的分布。

 

气象因素对武器性能和部队战斗力的影响

 

我国古代有许多利用有利天时作战取得战场胜利的例子。唐宪宗元和十二年(公元817年)节度使李愬雪夜袭蔡州,生擒吴元济。《三国演义》中,官渡之战中的曹操就采用谋臣许攸的建议,利用十月"秋高气爽,物干风燥"的天气连夜奔袭袁绍军乌巢屯粮基地;赤壁之战中、诸葛亮"借东风"助周瑜火烧曹操水寨及岸上旱寨;夷陵之战中,陆逊又故伎重演,利用炎热干燥的伏旱天气火烧刘备七百里连营;既使是武将出身的关羽,也有利用10月份快行冷锋天气的"大霖雨、汉水溢的天时",筑坝蓄水,水淹于禁七军的精彩战例。可见,天气对战争的影响,自古就受到重视。

第二次世界大战期间,敌对国家都互相采取气象情报管制措施,视气象情报为国家机密。二战初期地处西风带下风向的德国只能利用过去50年间的英吉利海峡天气图及潜艇发回的零碎天气资料,无法预测英伦三岛的天气变化。只好在挪威、冰岛、英陵兰岛、斯匹次卑尔根群岛、扬马延岛(北冰洋腹地)设置秘密气象站。1940年英国皇家海军陆战队突袭摧毁了这些气象情报站,迫使德国在北海建立临时拖网气象船队或空降气象情报人员到英国本土去授集气象情报。但这些零碎不准确的气象情报始终未能帮助希特勒实施"炸平伦敦"的罪恶计划,希特勒只好把失败的原因归罪于恶劣的天气。

一般来讲,参战时参谋部在制定战略、战役计划和临战时,都会充分注意和利用气象条件的。以1941年日本联合舰队偷袭珍珠港为例,足以说明气象情报的重要性,以及利用气象条件的正确与否本身就是一种战场指挥艺术。

现代战争多采用长途奔袭、大机群、大舰群作战,故要求及时准确地掌握战区及邻近地区的天气情报。现代战争又是各军兵种协同作战,因而气象保障要求多层次、全方位、综合化。现代战争节奏快,尤其重视初战,因此气象保障要快速、准确,以选择有利的开战时机。海湾战争期间,美军动用了全球气象自动化计算机网络系统,汇集遍布全球各地的气象资料。通过C3I计算机系统高速传输、处理、集成。最后成功选择了1月17日发动首次进攻的时机。毫无疑问,气象情报与保障将是未来战争决定胜负的关键因素之一。

1、气温与战争

 

气温高低对武器性能和人体机能影响很大。严寒条件下,飞机、坦克、车辆等起动困难;橡胶轮胎强度下降,各种橡胶密封垫圈变脆、易裂;各种电子元件和器件的灵敏度下降;化学毒剂挥发变慢,染毒浓度在一定时间内不易达到,但持续时间长等。酷寒条件下,人员易冻伤,负重增加,消耗体力大,若是冰天雪地,还会引起雪盲。上述均会导致部队战斗力的下降。最典型的战例是1941年冬,希特勒进攻莫斯科的"台风"计划因严寒而惨败。这一年莫斯科的冬天来得特别早,"好像上帝站在俄国人一边"。

10月6日莫斯科下了第一场雪后,雨雪就没有断过;当时的最低气温为零下52度,近百万的德国士兵在冰天雪地里冻得发抖,道路泥泞不堪,机械化部队的大炮、坦克、汽车、摩托车在泥地里打滑。由于德国本土属于温带海洋性气候,冬季平均气温都在零下5度以上,从来没有像属于温带大陆性气候的莫斯科这样严寒。原来希特勒想赶在冬天到来之前占领莫斯科的计划因遭顽强抵抗而拖延。德国士兵既缺棉衣,也少取暖设备,被冻病、冻伤乃至冻死的士兵就达10多万人,占莫斯科会战德军总伤亡人员50万的五分之一。德军原有较先进的机械化武器装备,可当寒潮过后的第二天早晨,在泥泞中的大炮、坦克、汽车、摩托车被牢牢冻胶在地上动弹不得,甚至连枪栓也拉不开,德军的战斗力大打折扣。而苏联士兵则不然,他们从小适应了这种寒冷气候,穿上了保暖棉衣、皮靴,戴着护耳冬帽;枪炮也上个保暖套,涂上了防冻润滑油,他们身着白色伪装服,手上拿着涂了白漆的枪支,脚踏滑雪板,灵活机动地英勇出击。这一仗从10月2日德军进攻开始,到12月6日苏军反攻,德军防线不断被突破并被迫后退300公里;苏军大败德军、打破了德军"不可战胜"的神话,极大地鼓舞了苏军将士和人民的士气,为苏军的最后胜利奠定了基础。

气温过高则造成机动车散热困难,耗油增加,发动机功率下降甚至熄火;雷达、电子元件和橡胶部件加速老化;大炮的炮膛磨损增大、升温太快导致连续发射的弹数减少;战机因气温高,气压低导致发动机功率减少,起飞滑跑的距离就要增加。炎热的天气还使士兵容易疲劳、浑身泛力,易中暑,严重影响了部队的战斗力。以1990年的"海湾战争"为例,该年8月,以美国为首的多国部队近10万人 进驻沙特阿拉伯安营扎寨。然而,沙特阿拉伯属典型的热带沙漠气候,7月份平均气温为36度,最高气温超过50度,夜间气温也在30度左右;晴天占90%以上,终日无云无雨、烈日当头,相对温度在30%以下,有时相对湿度为零。干燥炎热的空气加快了人体中水分的蒸发,在灼热的沙面烘烤下,即使不动的士兵每天也要喝23升水。更可怕的是,士兵们还要穿长衣长裤防化服装,背睡袋和食品。因抵挡不住炎热而中暑的士兵为数不少,大大影响了部队战斗力。另外,高温使各种望远镜和坦克瞄准器看到的景物失真,射击的准确度下降。高温也迫使美军战车艾姆布拉斯坦克频繁加油和加水,美军后勤部门几乎是跟在进攻部队的后面进行供水和供油。总体来讲,美军最终虽然取胜,但炎热干燥的气候确实使美军的战斗力大打折扣。

2、风与战争

风与军事活动的关系极为密切。风使各种炮弹弹丸的飞行路径发生偏离,弹着点远离目标区。强逆风还会降低徒步行军和车辆行使的速度,延长行军时间。大风容易使舰船偏离和迷失方向。在海战中,逆风容易使人眼睛疲劳、观察能力下降,降低舰上武器的威力,所以应争取占领上风海域。海上的狂风通常还和巨浪联系在一起,能掀翻舰船,摧毁港口及军用设施。航空母舰则相反,因为飞机的起飞和降落通常选择逆风,以便缩短滑跑距离。飞机的起飞降落通常是选择逆风以便缩短滑跑距离。风还可以影响生化毒剂的浓度、染毒持续时间及传播的范围,最佳时机是顺风且比较稳定、风速不大的情况。1984年10月31日,日本《朝日新闻》刊登了1939年9月14日侵华战争的"长沙会战"中以化学武器支援进攻的罪行。如图所示,9月23日拂晓,日军第6师因以150毫米榴弹炮和野炮、山炮各一个联队以及速射炮对国民党军队第2,175师新墙河、三街坊一线阵地进行火炮急袭,其中发射了大量的毒剂炮弹。8时整,其野战毒气队在8公里正面上施放毒气筒10000个。毒剂筒放出的毒剂烟云在2.5米/秒的东北风吹动下,越过新墙河滚滚扑向对面南岸的国民党守军,覆盖纵深达两公里。8时30分,日军第6师各步兵联队6000余人跟随在毒剂烟波之后,戴着防毒面具渡过新墙河,突入守军阵地。国民党守军第2师缺乏防毒面具,中毒者甚多,仅第12团就有400余人中毒当即失去战斗力。日军乘势攻占了新墙河、三街坊,荣家湾各阵地。以后日军只要前进受阻,便施放毒气筒,最后全面占领了这一方向的所有阵地。从这次作战中可看出日军使用化学武器的作法是:首先以施放毒剂支援步兵,夺占敌方的前进阵地和警戒阵地;在火力准备阶段,投放毒剂筒,掩护部队强攻;在夺取要点时以化学炮弹袭击守敌,当敌方反冲击时借助施放毒气掩护撤退。日军在侵华战争期间,把化学武器作为一种普种装备的特种武器和辅助作战手段,连续使用达8年之久,共施用毒剂2000余次,犯下了滔天罪行。

1938年8月22日6时30分,东南风,风速3米/每秒,无上升气流。日军波田支队第2联队和第3大队在赤湖东北城子镇朱庄向中国军队第81师两个营阵地施放毒剂筒420个,日军步兵带防毒面具紧随毒烟突入阵地,守军全部中毒,除3人轻伤撤离外,其余均被日军刺杀。事后日军报告中说:"对中毒严重不能行动者剌死300余人。

从1944年11月到1945年3月,1万多个气球将4.5万个炸弹和燃烧弹飘送到美国,引起森林大火,造成人员伤亡。

1942年,一个名叫荒川秀俊的气象专家向日本军部呈上一份建议书和一张气球炸弹的设计图。他在建议书中说,在长期研究中,他发现,在北太平洋中纬度地带1万米左右的高空存在一个由西向东强大而恒定的大气环流层,风速约为300公里小时。日本和美国处在相同的纬度上,如果从处于上风位置的日本释放若干个气球,悬挂一些炸弹,不出意外的话,气球炸弹便可以顺风飘到美国,实现轰炸美国本土的计划。

按照设计要求,气球炸弹在日本点火升空后,必须达到并保持在10058米的高度,因为只有在这个高度上,才有股比较稳定的西风气流。为此,荒川在每个气球的吊篮里装上30个2-70公斤的沙袋,当气球低于10058米时,由于大气压力的作用,固定沙袋的螺栓自动解脱,沙袋依次脱落,重量减轻,气球升高。而当飞行高度高于10058米时,气球气囊的一个阀门则会自动打开,排出部分氢气,气球体积变小,浮力减小,高度就降低。这样便可大致控制气球在大气环流层中处于合理的高度。同时,他们还在气球上安装计时器,一旦气球进入恒定气流,计时即开始。按照荒川秀俊的计算,如果气球炸弹平均以193公里小时的速度飞行的话,48小时后就可抵达美国西北部华盛顿州、俄勒冈州和蒙大拿州上空。如果想让气球再进一步深入美国本土,可以调整计时器以达到目的。当气球到达美国后,因为计时器的作用,氢气慢慢排出,气球浮力逐渐减小,气球炸弹便会逐个落地爆炸。荒川秀俊"气球炸弹"的可行性论证很快就被火烧眉毛的日本当局采纳。

从11月份开始,美国西部地区防卫司令部的威廉波准将就被连续不断的森林大火闹得狼狈不堪。濒临太平洋的美国西部,是内华达山脉和落基山脉相夹的广阔山区,生长着茂密的森林。往年也有林火,但多发生在干旱的春季。这一年却反常,在寒冷多雪的冬天,也火警不断。消防队疲于奔命,驻军也被集中起来灭火。威廉波是防卫参谋长,那阵子却成了地地道道的救火司令。

1944年11月4日的美国《旧金山晚报》报道,俄勒冈州的一个山区小学组织学生旅游,发现了树梢上挂着的气球,孩子们出于好奇,拉动牵引绳,炸弹爆炸,5名小学生和1名女教师身亡。

美国西部居民在这种恐怖的气氛中艰难地熬过了一段时间,他们寄希望于美国军队能有效地打击日本的"飘炸"行动。美国人也想使用气球炸弹攻击日本,但他们发现,由于高空总是刮西风,这些气球只能越过大西洋,飘到英国领土上空。

3、云和雾与战争

低云和雾对作战行动的重要影响主要表现在能见度下降,因而降低了观察射击的准确性,使飞机难以起飞和降落,给舰艇编队航行,各军兵种协同作战线带来困难。在低温下形成的雾淞会影响有线通讯甚至使线路中断,车辆因大雾而无法行驶。在中低云飞行的飞机容易产生积冰和颠簸。雾和云还因为吸收各种电磁波而影响到导弹发射的准确度,海湾战争期间,美军"战斧"巡航导弹的命中率只有50%-60%,原因就是云雾天气的干扰。雾对生化核武器影响特别明显,会抑制其的扩散速度和范围。云雾因能见度差而具有一定的隐蔽作用。1940年英法联军成功地从敦刻尔克撤退,就是利用大雾作掩护、使德国空军找不到轰炸目标。1942年5月美日在珊瑚海战役中,双方损失航母各两艘。但日本的"瑞鹤号"航母却因驶入多云的海区而安然无恙,而美军轰炸机却把大堡礁误认为是"瑞鹤号"航母而狂轰滥炸。二次大战期间,德军还利用人工造雾掩护鲁尔工业区等免造空中轰炸。

4、降雨和雷暴

降水和雷暴对军事行动的影响更加直接,危害更大。降水使能见度下降,观察射击困难;使道路泥泞,人员和车辆难以行近。降水使裸露的大炮、光学系统及其零部件、弹药等面临着锈蚀损坏、失效的可能。暴雨和雷暴可能使雷达和架空线路的通讯中断,也会导致飞机结冰、颠波、通讯中断甚至机毁人亡。暴雨和大风往往是挛生兄弟,它同样也影响舰艇舱面人员的健康和战斗力。舰艇遇上台风降水则更是一件不幸的事情。暴雨和连绵降雨还会引起江河泛滥、山洪爆发、冲毁交通线路和桥梁,甚至使部队无法前进。虽然降雨和雷暴对攻守双方都不利,但总的来讲对攻方的危害更大。例如1944年6月6日艾森毫威尔率领的盟军从诺曼底登陆成功后,就迅速在登陆岸滩建立了人工防波堤、人工港,以便运输弹药、燃料、食品和方便后续部队上岸,为此花费了近4000万英镑建立了两个中等规模的人工港口。可谓是"防患于未然"。可是天有不测风云,6月19日天气骤变,狂风暴雨席卷了英吉利海峡,盟军800多艘舰船被风暴吹走或受损搁浅于岸边,防波沙堤和4公里长的人工舟桥在风浪中消失,许多车辆、武器装备受损或被卷走。据称,这场80多小时的风暴比前两个星期德军阻击造成的损失还要大。(来源:新华网)