雾通常会导致严重的、代价高昂的碰撞和事故,尤其是在机场、码头和高速公路附近。实时监测能见度状况可以提高公共安全,仅在交通运输 sector 就能节省数千万美元。但传统的雾检测系统,包括卫星、能见度传感器和人工观测,可能存在空间分辨率差、成本高或近地面灵敏度低等问题,而近地面正是监测最为关键的区域。
现在,工程师 Noam David 和 H. Oliver Gao(当时都在康奈尔大学)开发出一种利用手机信号塔的信号数据来探测有利于雾形成的大气条件的方法。
无线通信数据在天线塔网络内以微波辐射的形式传输。天气会影响塔接收到的信号强度。因此,蜂窝数据提供了一种低成本、连续的雾监测手段。
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David 和 Gao 成功地运用这种方法,在以色列特拉维夫周围的一片区域,提前一小时预测了雾的出现。他们发现了微波信号如何响应温度和湿度变化的模式。此外,基于雾滴如何直接衰减信号,研究人员表明,他们可以在高层云遮蔽卫星视野时检测到雾。与卫星不同,该方法还可以区分地面雾和低层云。该研究的详细信息发表在 1 月份的《Journal of Geophysical Research: Atmospheres》杂志上,以及 8 月份在线发表在《Natural Hazards》杂志上的研究中。
蜂窝网络在全球范围内部署,这将使得在大多数地区利用这种方法变得容易。“原则上,我们已经可以使用现有基础设施进行日常的雾形成早期检测,”David 说。“由于系统数据可以实时接收,我们可以想象针对雾的短期早期预警。”他提倡在世界各地进行严格的测试,以探究该方法的局限性。
这项新研究表明,有可能检测到雾形成之前的细微条件。加州大学圣塔芭芭拉分校的环境科学家 Kelly Caylor(未参与这项工作)称其为“向前迈出的重要一步。在原本会被认为是噪声的东西中发现如此多的信号,这真是太了不起了,而且令人非常满意。”