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2001年6月22约翰霍普金斯大学的民间生物防卫战略中心，和包括战略与国际研究中心与奥克拉荷马州的国家反恐纪念学院等单位合作，进行一项代号为“黑暗冬天”的兵推演习，模拟有人秘密以天花病毒为武器攻击美国，其目的在于了解官员在面对高度传染性的疾病爆发之际，所面临的决策挑战和采取行动以改善预防和反应措施。
为了力求演习的逼真，除模拟情节由来自生物防卫中心的专家设定外，战略与国际研究中心的人员也在行政与后勤上协助，相关经费则由国家反恐纪念学院的筹措。至于选择天花的主因在于其具有相当致命性，且没有真正有效的疗法，当世界卫生组织在1980年代正式宣告天花绝迹后，各国国内大规模的疫苗生产与预防接种都陆续停止，因此全球有相当的人口，对于这种病毒完全没有抵抗力。至于选择天花的另一个原因在于其有被恐怖份子取得的可能:虽然在被宣告绝迹后，全世界理论上仅剩下位于美国和俄罗斯的两座实验室还存有天花病毒，
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「黑暗冬天」模拟的时间约等于现实当中的两个星期，设定中有3座分别位于奥克拉荷马市、费城和亚特兰大的购物商场，同时遭到生物武器攻击，造成3,000人感染，演习设定是在3,000人陆续发病求医之后，开始将身上的病毒传播出去。当官方察觉时，疾病已经传播给下一批感染者。更糟的是由于目前仍在执业的医生当中，很多人并没有亲眼看过天花的病例，再加上没有普遍且快速检测是否染病的方式，因此确认患者感染天花的速度会更为缓慢，也就是让其有更长的时间可以传播。在这样一波波的传染当中，最后一道防线只剩下国内与全球对天花病毒有抵抗力的人数，据估计天花对当前人类的威胁程度可能是当代以来最高的。以美国为例，将近有42%的人是在30岁以下，完全没有接种过疫苗;而58%的人虽然有施打过抗体，其免疫力也会随着时间而衰退，因此概略估计后，认为全美大约仅有两成人口对天花有免疫力。
因此在政府采取感染控管措施前，第一波感染者已经接触过相当多的人，由于第三甚至第四波的传染，端赖其他环境变量的影响，例如是否有探行紧急疫苗接种和病患隔离，因此「黑暗冬天」仅模拟第一与第二波的感染，从第一波感染3,000人推算，到第三波感染时已经有30万人得到天花，而且其中有三分之一、也就是10万人将因此死亡。第一次虚拟国安会议当时的设定日期为2002年12月9日，原先集合要讨论西南亚情势的国安会成员们，接到国内天花疫情暴发的信息一除了在奥克拉荷马州有20个病例已经确定，另外14起有待证实之外，在乔治亚州以及宾夕法尼亚.州也出现疑似案例。目前能确定的是，从天花潜伏期长达9至17天推算，感染日期大约为12月1日左右。6天后疫情已经扩散到多达15个州、共2,000个病例，并已造成300人死亡，且由于国际交通的发达，因此在加拿大、墨西哥甚至英国都出现相关个案，而邻近国家更因此向美国提出「供应疫苗」及「停止贸易与旅行」等要求。虽然追查出3个购物中心是天花传染的源头，但由于媒体持续疲劳轰炸式的报导，网络上还出现错误的信息、甚至偏方，且疫苗数量减少再加上各州的分配方式不一，甚至出现混乱，因此部分地区已开始出现暴力事件。在出现疫情的15个州，医疗体系已经濒临崩溃，
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第13天后情势则恶化得更快:总计已经有25州、多达16,000个感染病例(其中有14,000个是在前一天出现，且来不及确定他们是接触先前受攻击者而感染，还是新一波攻击下的受害者;这使得强制隔离已经失去意义)，其中有1,000人已经死亡;而另外10个国家已因美籍旅客的传播而出现天花疫情。第三波与第四波传染的总数将分别达到30万和300万。更糟的是库存疫苗已经用罄而新生产的疫苗却至少还要1个月才能上市。除了国内经济遭到重创外，部分居民逃离传出疫情的城市，更衍生出后续追踪与食物短缺的问题。这时幕僚向国安会成员简报，认为是否该对出现病例的地区进行全面隔离，但这个策略不仅有违宪之虞，更代表官方必须为被隔离地区提供一切民生物资，根本无法执行，前参议员山姆努恩在演习后所说联邦政府没有任何力量，能强制上亿的民众接受他们反对的措施。这个演习和今天的美国防疫失败差不多一模一样，说明不是总统不行，是制度不行，谁上都一样。