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5G 通信网络是否真的会影响天气预报预测

发布时间:2019-12-07 19:36来源: 未知

这事目前主要是两方在博弈,一方是三个字母的美国通讯委员会(FCC),他们负责拍卖 5G 频段;另一方是四个字母的美国国家海洋和大气管理局(NOAA)和美国航天局(NASA),他们用卫星观测地球做天气预报和科学研究。

 

为啥都是美国的呢?

 

据说是因为美国的中频资源基本都被联邦政府和美军占用了,所以 FCC 最近拍卖的都是高频(也就是毫米波)的频段,比如 24.25 和 24.45 GHz 这种,而这种毫米波正是气象卫星的重要观测波段,比如 NOAA 的卫星在 23.8 GHz 测量水蒸气的微弱发射来做天气预报。

 

NOAA 的卫星拍摄的美国区域水蒸气的假彩色图像,图源 NOAA/GOES、Nature 569, 17-18 (2019)

 

矛盾的关键在于,无线电波这东西,在相近的频率之间会有干扰。

 

这点用过收音机同学可能深有体会,虽然电台标明了很精确的频率(比如 103.9 MHz),但是在这个频率附近仍然能收到它的信号,有时候多个电台的信号还会相互干扰。

 

NOAA 和 NASA 担心的就是一些毫米波的 5G 信号可能会对相邻波段的气象卫星观测造成干扰,从而影响天气预报的精度(现代天气预报高度依赖卫星观测数据),用 NOAA 代理局长的话说——这种干扰会使天气预报的准确度降低 30%,倒退回上世纪八十年代水平。

 

在美国,飓风、洪水等灾害时有发生,天气预报的准确性可以说是非常重要的。

 

但是架不住 5G 频段是一笔大生意(一个就要几十亿美元),而且据说 FCC 背后有白宫的支持,因为高频可以承载更多信息量,所以可以提供更大带宽和更快的网速,白宫的川大统领可能觉得这代表了美国 5G 的先进发展方向。

 

于是 NOAA 和 NASA 在美国国内没法协调解决这件事,只好寄希望于国际。

 

同时,因为地球的天气和气候系统是一个整体,所以美国区域的数据不准可能会对其他地方(比如欧洲)甚至全球的天气预报造成影响。

 

今年十月底,在埃及召开的世界无线电通信大会(WRC-19)经过四个星期的讨论,终于在上周给出了一个 5G 毫米波频段(24GHz)噪声的限制标准,这个标准的单位是 dBW(分贝瓦),其数值越小表明限制越严格——

 

世界气象组织推荐的上限是-55 dBW,欧洲国家-42 dBW,美国FCC -20 dBW,世界无线电通信大会-33 dBW(8年后收紧至-39 dBW)。因为这个值是取了对数的,所以实际差别还是挺大的(几百几千倍)。

 

法国气象局气象学家、世界气象组织一个频率协调小组负责人埃里克·阿莱说,天气预报人员对相对宽松的管理规定表示「严重关切」。

 

而且事情还没完——

 

FCC 计划在下个月继续拍卖毫米波 5G 频段,可能会影响更多的气象观测数据,比如雨雪、大气温度、云等的观测(见下图)。

 

图片来自 Nature 569, 17-18 (2019)

 

至于我国的情况,用《人民邮电报》的话说:

 

综合考量国内外各方面的因素,全面对比两种频谱政策优劣,优先在中低频段发展 5G,更有利于我国相关产业的发展和技术创新。