但是，这一工作尚未开始，美军的两栖部队于二月十九日展开对琉磺岛的攻击，将日本的这一环形防线的东端分割开来。在马里亚纳群岛B-29 的作战史上。那一天也具有重大的意义。在十九日。第二十航空军的指挥部向李梅发出了新命令,。急剧地改变了空袭战役的进程。该命令将"试验性"燃烧弹空袭提到了优先位置。高于对日本飞机工业的袭击。为了证实这种燃烧弹的实战性， B-29 的指挥官又获得了托马斯.Ｓ.鲍尔准将所指挥的超级堡垒联队。
B-29轰炸机投弹。
几天之后，李梅下令对东京实施首次燃烧弹的空中攻击。二月二十五日，一百七十二架 B-29在高空透过浓密的云层投下四百五十吨燃烧弹，造成了重大的破坏。空袭后的照片显示，东京一平方公里面积变成了废墟。根据东京都警视厅的记录，空袭行动使得二万七千九百七十幢建筑物被移为平地。第二十一轰炸司令部损失了六架飞机，其中两架被日军飞机撞毁。
空袭后的第二天，裕仁天皇在东京接见了前首相东条英机，听取他对战争局势的意见。一连几周, 天皇还召见其他资深的政治家。除了近卫公爵其他人都表示日本应该继续战斗下去。二月二十六日,东条英机告诉天皇，他并不担心 B-29 的空袭和日本的前途，他估计美国人不可能再增加轰炸机空袭，甚至无法保持目前的攻击率。他认为, 与盟军对德国的攻击相比，这种攻击可说是"微不足道", 并说："只有当东京日复一日地受到来自日本附近的数千架飞机的轰炸, 才能与德国的情况相比。"而实际上，日本面临的是每周一次来自两千多公里外的一百来架 B-29 的袭击。如果这么一件"小事"就使日本人民失去信心的话，那么，要实现大东亚圣战的目标是绝对不可能的。这位前陆军大臣、关东军参谋长清楚地表达了帝国大本营的态度，即准备打一场保卫本土的"决定性"战役。
B-29机群飞临日本上空。
东条英机和他的军中同僚都未能预见到即将降临于日本的浩劫。攻击来临之前，有过一段短暂的太平日子。三月四日，即高空燃烧弹轰炸后的一个星期，第二十一轰炸司令部按老方式又进行了一次袭击。这样一来使东条英机证实了自己的看法。
这是一次日间高空精确轰炸，目标仍是东京的中岛飞机工厂。一百五十九架 B-29 飞抵目标后发现，目标又被云层所遮掩。他门只得进行雷达投弹，投下了五百吨高爆炸弹……待飘起的尘埃落地后，中岛飞机工厂被发现完好无损地耸立在原处。八百七十五架轰炸机作完八次这样子的轰炸后，中岛飞机工厂仅遭受到百分之四的破坏，而这些破坏的大部份是几个星期以前海军的航空母舰上的舰载机所造成的。
等待装弹备航的B-29。
三月四日的空袭似乎彻底证明了高空精确轰炸是无效的。陆军航空队最优先轰炸敌方的飞机工厂或发动机工厂的行动，虽然使得其中一家遭到了严重的破坏，还有一家被迫大量减产，但是却没有任何一家因此完全丧失生产能力。在战争结束后，美国战略轰炸研究小组将早期 B-29作战的失败，归因于陆军航空队始终坚持精确轰炸的信条。
虽然早期的轰炸破坏效果甚微，但是它却产生了巨大的间接效果。它们迫使日本人疏散其飞机制造工业，因而大大地减少及延缓了其飞机机体和发动机的生产，甚至新型机的开发进度。美国战略轰炸研究小组发现，这比直接空袭造成的效果更为明显。
B-29编队投弹。
李梅将轰炸东京的行动定再三月九日的傍晚。发动攻击的前一天，诺斯塔德将军到第二十一轰炸司令部讨论未来的作战行动。听了新计划的汇报之后，他给华盛顿发了一份电报，让他们等着看"出色的表演"。李梅在马里亚纳群岛共有三百八十五架 B-29执行这次任务。领队机装载着M-47燃烧弹于下午起飞，随后起飞的飞机总共携带了两千吨M-69集束燃烧弹。
二百七十九架超级空中堡垒中的第一架飞临目标上空前几个小时，夜幕已经降临在马里亚纳群岛和日本。在关岛，李梅和几名参谋人员彻夜未眠，等待着千里之外的轰炸报告。午夜刚过，领队机飞抵东京上空，随行的其余轰炸机按计划作低空飞行, 在与东京最重要的工业区比邻的一个约十平方公里的长方形区域投下了燃烧弹。熊熊大火倏然而起，形成了一个完整的X型。
蒂尼安岛北方机场。
蒂尼安岛是太平洋西部的一岛屿，位于马里亚纳群岛南部。在广岛和长崎投掷原子弹的飞机就是从蒂尼安岛出发的。
通常对B-29不利的天气这回也帮了大忙。就在炸弹爆炸的瞬间，一阵大风突起,火势迅速蔓延开来。其他的B-29也跟着陆续投弹，在各处也燃起了熊熊火势。大风将燃烧的碎片吹过防火线和沟渠。零散的火焰迅速汇聚成一片汹涌的火海，后续飞向目标的轰炸机在四十公里外就能看见火光。这些后到的轰炸机穿过滚滚浓烟，机身和玻璃窗都被熏黑了。炸弹舱门打开后, 建筑物燃烧的的味道侵入机舱。肆虐的大火还冲起数股强大的气流，将几架 B-29 转眼冲高了几千尺。机组人员从座椅上弹了起来，有些人还重重地摔下座椅，要不是飞行员有保护头盔的话，后果真是不堪设想。
在塞班岛列队起飞的 B-29。
此次的空袭前后持续了进两个半小时。鲍尔将军投完弹以后，爬升到正在发动攻击的超级堡垒的正上方，驾驶飞机在东京上空盘旋，与机组人员一道仔细观察，收集供日后分析评估的数据资料。鲍尔透过无线电密码将大火焚烧的状况报告给李梅。
东京地面的情况遭透了，简直是但丁《神曲》中所描写的炼狱。几个小时之后，东京电台播放了一则报导：播音员首先谴责了美国人对人民的"大屠杀 "，接着描述了这场大灾难：那个火光灿烂的夜晚将远远留在那些目击者的记忆中。当第一批燃烧弹落地之后，烟雾突起，并被下面的火光映成一片粉红。超级堡垒穿过浓烟，超低空飞行在逐渐蔓延的火场中心上空逐一通过。几乎是在市中心的正上方，一架B-29轰炸机轰然爆炸, 犹如一道曳光弹划过在我们的眼前。大火夹着烟雾冲天而起, 火红的天空映衬着黑暗中的议会大厦的塔楼。整个城市亮如旭日, 上空弥漫着浓烟、黑色灰烬和大风吹起的火焰。那天晚上, 我们感到整个东京都将化为灰烬。
壮观的景象，塞班岛上密密麻麻停放的B-29机群。
事实证明，三月十日的东京大轰炸在战争史上最大灾难之一。一夜的功夫, B-29就几乎摧毁了东京中心十六平方公里的面积，将近百分之二十五的建筑炸成废墟。据目击者说，在大火蔓延过来之前，炽热的高温已经使整个防火线熊熊燃烧。混凝土建筑物中的易燃材料被烧得一干二净。人员伤亡惨重，据日本东京警视厅统计的数字，共计有八万三千七百八十三人死亡，四万零九百一十八人受伤或呛伤，另外还有一百多万人无家可归。日本政府花了二十五天的时间才将烧焦的尸体清除完毕，此次的袭击损失了十四架B-29, 至少有一架是被日本高射炮击中而坠毁爆炸，五架轰炸机的机组人员坠入大海，旋即被美军海空搜索救难部队救起。
轰炸后的十八小时, 小矶国昭首相在东京电台发表谈话, 谴责“最残酷野蛮的美国人”，并告诫日本国民，B-29可能还会进行多次像这样子的轰炸。他另外还告诉日本国民，美国正计划入侵日本本土。
蒂尼安岛上起飞的B-29编队向日本飞去。
在马里亚纳群岛, 李梅正在计划再次发动夜间低空袭击，目标是名古屋。在三月十一日至十二日的这次行动之中，二百八十五架轰炸机对名古屋实施了低空轰炸，领队机仍然以M- 47燃烧弹带头投掷。他们总共投下了一千七百吨的炸弹，引燃了数百处的大火。这次轰炸并没有造成如东京般的大毁灭，但事后的侦照显示，超过两平方公里的面积被夷为平地。这次战斗中损失了一架轰炸机，二十四架受到轻重不一的损伤，大多是高射炮炮火所致，日军战斗机的反击攻势则相当微弱。
过了两夜，李梅又派出了三百多架B-29轰炸大阪。由于云层的掩盖，两百七十四架B-29进行雷达投弹，投下了一千七百吨的燃烧弹。虽然恶劣的气候使导航机无法点燃目标识别大火，但是轰炸后的照片证实，这种低空轰炸的效果良好。市中心八平方公里的面积被炸毁，大火烧毁了十三万四千七百四十四幢民房和工业建筑物，还有一千三百多幢建筑部份受损。伤亡总人数为一万三千一百三十五人，另外有五十万人无家可归。空袭中损失了两架B-29损伤十三架，日本航空兵拦截仍十分薄弱。
机场一角。
一九四五年三月的最后一次燃烧弹空袭行动由两百九十架B-29轰炸机来执行。由于耗尽了所有燃烧弹的库存量，故每三架轰炸机中就有一架携带五百磅的高爆炸弹。飞机在该城市中北部投下了约一千八百磅炸弹，燃起了近两百余处的大火，摧毁了三平方公里的面积。名古屋在两次的空袭中，共有五平方公里的面积被夷为平地。李梅对于低空作战行动以来成果丰硕而感到高兴，对空勤人员发表了一篇演讲，赞扬他们“在神的感召下对天职的献身精神”。他说,：“战斗的考验证明你们不仅能承受压力，还能不断地以更强大的力量发动攻击。”
到三月下旬，第二十一轰炸司令部的燃烧弹全部都丢到日本本土，已无库存。在此后的三个月的空袭中，没有在实施过燃烧弹轰炸的任务了。
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