5G 可能会扰乱精准天气预报

下一代无线通信的干扰可能会破坏风暴跟踪

Dion MBD

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5G 无线技术的推出将使移动通信速度更快、效率更高。但 5G 也可能导致天气预报出现危险的倒退。这是国家和国际科学机构以及独立专家表达的担忧。然而,监管美国无线网络的联邦通信委员会 (FCC) 似乎并不担心——这是一个大问题。

5G 承诺比早期几代无线通信更好的性能。然而,5G 的一些频段非常接近地球轨道卫星上的气象仪器使用的频段。24 吉赫兹的 5G 传输可能会与大气水蒸气自然发射的 23.8 吉赫兹信号重叠,而这些仪器会监测该信号。23.8 吉赫兹信号在白天或夜晚、晴朗或多云的天空下都可见,是湿度的可靠指标,用于提高天气预报的准确性——包括风暴的强度、位置和路径——时间尺度从几小时到几天不等。除非数据受到某种干扰源的干扰——例如新型 5G 基站和设备发出的信号。

这种干扰以分贝瓦为单位进行测量,一些机构呼吁对这种电子噪声的允许量设定相对严格的限制——数值越负,限制越严格。例如,欧盟委员会设定的最大阈值为 -42 分贝瓦。但在去年美国 24 吉赫兹传输频段使用权的首轮拍卖中,FCC 设定的噪声限制宽松得多,为 -20 分贝瓦——远高于 NASA、国家海洋和大气管理局 (NOAA) 以及美国海军的研究得出的上限。拍卖结束后,NOAA 代理局长尼尔·雅 Jacobs 向国会表示,FCC 宽松的噪声限制将导致卫星水汽数据下降多达 77%。雅 Jacobs 说,这可能会导致飓风移动预测滞后两到三天,实际上使美国基于卫星的预报能力倒退到 1980 年代的水平。此外,雅 Jacobs 作证说,5G 干扰可能会迫使 NOAA 放弃新的气象卫星计划。


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然而,去年秋天晚些时候,管理全球无线电频谱使用的国际电信联盟无线电通信部门 (ITU-R) 的代表同意了 -29 至 -33 分贝瓦之间的初步 5G 噪声限制。ITU-R 的限制于今年生效,比 FCC 的限制更严格,但仍可能对气象学家造成问题。

针对国会在去年春季拍卖前提出的担忧,委员会主席阿吉特·帕伊为关于 5G 噪声限制的决定辩护,称批评是“夸大其词且未经证实的最后一刻的断言”。然而,未能验证其主张的是 FCC,而不是其批评者:截至撰写本文时,委员会尚未拿出任何研究来支持其推荐的 5G 噪声限制。与此同时,该机构正在计划拍卖其他 5G 频段,这些频段与卫星对降水、云层和海冰的监测重叠。

这些行动是 FCC 更广泛、更令人不安的专横行为模式的一部分。该机构已经开放了 ранее 受保护的无线电频谱区域以供新用途,同时迅速推进批准全球星座卫星提供宽带互联网。这两种类型的活动都可能降低地面望远镜对天文观测的广泛效果,大量涌入的新卫星也带来了产生更多“太空垃圾”的重大风险,太空垃圾已经威胁到包括国际空间站在内的现有轨道资产。

幸运的是,FCC 并非不受约束。在 2019 年 12 月众议院科学委员会的民主党和共和党领袖罕见地达成两党合作的情况下,他们联合要求政府问责办公室调查 FCC 的 5G 建议为何与其他联邦机构的建议存在如此大的差异。这是一个良好的开端。国会应利用其相当大的权力(预算或其他方面的权力),加大对 FCC 的压力,要求其“展示其工作”,并更有效地与持不同意见的政府机构、科学机构和其他利益相关者合作,为 5G 和精准天气预报开发可持续的解决方案。

大众科学 Magazine Vol 322 Issue 3这篇文章最初以“5G 技术带来的恶劣天气”为标题发表于 《大众科学》杂志 第 322 卷第 3 期 (), p. 12
doi:10.1038/scientificamerican0320-12
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