5G 可能會擾亂精準天氣預報

下一代無線通訊的干擾可能會破壞風暴跟蹤

Dion MBD

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5G 無線技術的推出將使行動通訊速度更快、效率更高。但 5G 也可能導致天氣預報出現危險的倒退。這是國家和國際科學機構以及獨立專家表達的擔憂。然而,監管美國無線網路的聯邦通訊委員會 (FCC) 似乎並不擔心——這是一個大問題。

5G 承諾比早期幾代無線通訊更好的效能。然而,5G 的一些頻段非常接近地球軌道衛星上的氣象儀器使用的頻段。24 吉赫茲的 5G 傳輸可能會與大氣水蒸氣自然發射的 23.8 吉赫茲訊號重疊,而這些儀器會監測該訊號。23.8 吉赫茲訊號在白天或夜晚、晴朗或多雲的天空下都可見,是溼度的可靠指標,用於提高天氣預報的準確性——包括風暴的強度、位置和路徑——時間尺度從幾小時到幾天不等。除非資料受到某種干擾源的干擾——例如新型 5G 基站和裝置發出的訊號。

這種干擾以分貝瓦為單位進行測量,一些機構呼籲對這種電子噪聲的允許量設定相對嚴格的限制——數值越負,限制越嚴格。例如,歐盟委員會設定的最大閾值為 -42 分貝瓦。但在去年美國 24 吉赫茲傳輸頻段使用權的首輪拍賣中,FCC 設定的噪聲限制寬鬆得多,為 -20 分貝瓦——遠高於 NASA、國家海洋和大氣管理局 (NOAA) 以及美國海軍的研究得出的上限。拍賣結束後,NOAA 代理局長尼爾·雅 Jacobs 向國會表示,FCC 寬鬆的噪聲限制將導致衛星水汽資料下降多達 77%。雅 Jacobs 說,這可能會導致颶風移動預測滯後兩到三天,實際上使美國基於衛星的預報能力倒退到 1980 年代的水平。此外,雅 Jacobs 作證說,5G 干擾可能會迫使 NOAA 放棄新的氣象衛星計劃。


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然而,去年秋天晚些時候,管理全球無線電頻譜使用的國際電信聯盟無線電通訊部門 (ITU-R) 的代表同意了 -29 至 -33 分貝瓦之間的初步 5G 噪聲限制。ITU-R 的限制於今年生效,比 FCC 的限制更嚴格,但仍可能對氣象學家造成問題。

針對國會在去年春季拍賣前提出的擔憂,委員會主席阿吉特·帕伊為關於 5G 噪聲限制的決定辯護,稱批評是“誇大其詞且未經證實的最後一刻的斷言”。然而,未能驗證其主張的是 FCC,而不是其批評者:截至撰寫本文時,委員會尚未拿出任何研究來支援其推薦的 5G 噪聲限制。與此同時,該機構正在計劃拍賣其他 5G 頻段,這些頻段與衛星對降水、雲層和海冰的監測重疊。

這些行動是 FCC 更廣泛、更令人不安的專橫行為模式的一部分。該機構已經開放了 ранее 受保護的無線電頻譜區域以供新用途,同時迅速推進批准全球星座衛星提供寬頻網際網路。這兩種型別的活動都可能降低地面望遠鏡對天文觀測的廣泛效果,大量湧入的新衛星也帶來了產生更多“太空垃圾”的重大風險,太空垃圾已經威脅到包括國際空間站在內的現有軌道資產。

幸運的是,FCC 並非不受約束。在 2019 年 12 月眾議院科學委員會的民主黨和共和黨領袖罕見地達成兩黨合作的情況下,他們聯合要求政府問責辦公室調查 FCC 的 5G 建議為何與其他聯邦機構的建議存在如此大的差異。這是一個良好的開端。國會應利用其相當大的權力(預算或其他方面的權力),加大對 FCC 的壓力,要求其“展示其工作”,並更有效地與持不同意見的政府機構、科學機構和其他利益相關者合作,為 5G 和精準天氣預報開發可持續的解決方案。

大眾科學 Magazine Vol 322 Issue 3這篇文章最初以“5G 技術帶來的惡劣天氣”為標題發表於 《大眾科學》雜誌 第 322 卷第 3 期 (), p. 12
doi:10.1038/scientificamerican0320-12
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