美军在欧洲惯用的日间精确轰炸战术因日本的特殊天气因素受阻后，经过多次反复研究， 最终决定利用夜间在1500至2000米的高度对日本各大城市进行地毯式燃烧弹轰炸。据美军参战人员回忆录称，美军之所以这样做，主要原因是日本工业与德国完全不同，当时的日本主要采取由散布在居民区的小作坊生产零部件和预制件，然后再送到大工厂进行集中组装。日间高空精确轰炸根本无法摧毁那些星罗棋布的小作坊，也就无法有效地打击日本军事工业。

1945年1月，柯蒂斯·李梅(Curtis LeMay)少将被任命为美国第21轰炸机部队司令，2月19日，美国第20航空军的指挥部发出了将“试验性”燃烧弹空袭提到了优先位置的新命令。于是，在1945年2月23日至24日，美军首次对东京采取了大规模燃烧弹攻势，当晚174架B-29轰炸机在东京抛下大量凝固汽油弹，把东京约2.56平方公里的地方彻底焚毁。此举的成功，更加坚定了柯蒂斯·李梅继续实施夜间大规模火攻日本本土的决心。

据相关史料记载，柯蒂斯·李梅少将在坚定继续实施夜间大规模火攻日本决心的同时，毅然决定在下次实施夜间轰炸任务中，拆除B-29型轰炸机上所有的枪炮炮塔以及弹药，减轻 B-29 的机身重量，便于携带更多的燃烧弹，以此彻底破坏散布在居民区中的武器弹药生产零部件和预制件的小作坊，达到彻底摧毁日本军事工业的目的。

1945年3月9日至10日，美军派出334架B-29型轰炸机从马利亚纳群岛出发，再次使用凝固汽油弹对东京进行持续2小时的轰炸，每架飞机携带6至8吨燃烧弹，燃烧面积可达7000平方米。

据当年美军参战人员回忆录称，当日24时15分，两架导航机飞抵日本东京上空，在预定目标区下町地区投下照明弹后，接着投下燃烧弹，为后续飞来的B-29型轰炸机指示目标。随后，大批轰炸机接着以单机间隔依次投掷燃烧弹，火势迅速在预定目标蔓延开来。当晚日本东京出现了火灾旋风，有334架B-29型轰炸机共计投下了超过2000吨燃烧弹，产生的高温足以使该区域内所有可燃物燃烧，直接造成近4万人死亡，近41平方千米的地方被焚毁，东京约有四分之一被夷为平地，其中18%是工业区，63%是商业区，其余为住宅区。计划中的22个工业目标全部摧毁，26.7万多幢建筑付之一炬，上百万人无家可归，8万多人被烧死，10万被烧伤或呛伤。

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