5G може да застраши… прогнозите за времето

Сателитите, които наблюдават планетата ни, са носители на куп пасивни сензори, като измерват най-вече енергията, отразена или излъчена от обектите на земята (източник: CCO Public Domain)

Някога хората са отгатвали какво ще е времето в следващите дни по „знаците на природата“ – движението на облаците, ореола около лунния диск нощем, полета на птиците и хода на мравките. В днешно време разчитаме на точни измервателни уреди и на цяло съзвездие от сателити, за да знаем какво ще е времето не само в следващите няколко часа, но и след седмица или 10 дена. Може да не са идеално точни, но достатъчно добре ни позволяват да планираме почивните дни и текущите си дейности на открито.

Прогнозите, разбира се, са точно толкова добри, колкото са необработените данни, които се използват за метеорологичното моделиране, от което пък излизат прогнозите. Сателитите с изключително чувствителни сензори „наблюдават“ планетата, откривайки фини промени във ветровете и водните пари. Но изглежда качеството на част от тези данни е заплашено от смъртоносна заплаха от страна на малко очакван враг: някои 5G мрежи.

Къде е водата?

За да разберем как новото поколение безжични мрежи може да навреди на прогнозата за времето, трябва да се вгледаме в това какво точно „захранва“ прогнозите за времето и какво виждат спътниците. Времето ни е до голяма степен резултат от различията между въздушните маси. Налягането, температурата и влагата във въздуха в различните части на Земята се влияят най-вече от Слънцето – от енергията, която то „налива“ (затоплянето на въздуха, водните басейни и др).

Всички тези фактори взаимодействат по сложен начин, като от тях се определят движението на въздуха – т.е. вятърът, движението на облаците, изваляването на водата от тях. Отдалечено отчитане на тези различия е ключът към точното прогнозиране на времето, отбелязва Hackday.

Сателитите, които наблюдават планетата ни, са носители на куп пасивни сензори. Те измерват най-вече енергията, отразена или излъчена от обектите на земята. Събират данни за температурата и влагата, като „гледат“ земята чрез различни дължини на вълните. Налягането пък се измерва главно чрез измервания с радиосонди. Температурата се измерва главно чрез отчитане на дължините на вълните на светлината – както видимите, така и инфрачервените.

Водните пари обаче са малко по-трудно за измерване. Тук идват на помощ микровълните. И точно тук прогнозата за времето се „сблъсква“ с разгръщането на 5G.

Качеството на данните от сателитите е заплашено от смъртоносна заплаха от страна на малко очакван враг: някои 5G мрежи (източник: CCO Public Domain)

Всичко на Земята – растенията, почвата, повърхностните води и особено газовете в атмосферата – поемат и в по-малка степен излъчват микровълново лъчение. Измерването на тези сигнали от космоса е дело на спътници, които носят микровълнови радиометри. Това по същество са чувствителни радиоприемници, настроени на микровълнови честоти.

Разглеждайки сигналите, получени от различните дължини на вълните, и добавяйки информация за поляризацията на сигнала, микровълновата радиометрия може да ни „каже“ какво се случва в една, образно казано, вертикална колона от атмосферата.

За измерване на водни пари особено ценна е честотата 23,8 GHz. Тя обаче може да се окаже застрашена от натрупване на смущения от 5G мрежите, които ще използват честоти, близки до тази. Тъй като микровълновите радиометри са по своята същност пасивни приемници, те „виждат“ почти всичко, което излъчва микровълнови сигнали в посочения диапазон. Може да се окаже и, че виждат хилядите станции на клетъчните мрежи, които ще са необходими за поддържане на пълна 5G мрежа.

Загубата на слабите, но важни сигнали за водната пара, в морето от „5G шум“ е основният проблем, пред който са изправени прогнозиращите метеорологичните условия.

Последствия за реалния свят

На годишната среща на Американското метеорологично общество през 2019 г. Сидхарт Мисра, изследовател в лабораторията за реактивни двигатели на НАСА, представи данни, показващи как търговските дейности могат да имат непредвидени последици за научната общност.

Между 2004 и 2007 г. сателитните микровълнови радиометри са открили увеличение на шума в определена зона на територията на САЩ. Множество сигнали били излъчвани от водите на всеки бряг около Големите езера. Сигналите се оказали отражения на излъчванията на геосинхронни сателити за директна телевизия. Сигналите всъщност отскачали от повърхността и „заливали“ сигналите на водните пари, които сателитите за метеорологични наблюдения се опитват да измерват.

Загубата на микровълновите данни за водните пари, дори само на част от тях, може да има тежки последици (източник: CCO Public Domain)

Но сигурно учените преиграват? Може ли загубата на една част от данните от толкова сложен пъзел, колкото е прогнозата за времето, наистина да има толкова голямо влияние? Вероятно да. Данните за водните пари, които се връщат от микровълновите радиометри като Advanced Microwave Sounding Unit (AMSU) на борда на редица метеорологични спътници, се очаква да намалят грешките при прогнозите за времето със 17%. Това е най-големият фактор сред цялата група от десетки други начини.

Загубата на микровълновите данни за водните пари, дори само на част от тях, може да има тежки последици. Смущенията биха изкривили данните, на база на които се прогнозира развитието и движението на мощни урагани и бури, които обичайно носят огромни щети и нерядко отнемат човешки животи.

Има огромно значение дали прогнозата ще покаже, че един мощен ураган се движи по права линия, завива на югозапад или пък се насочва към морето. От това могат да зависят стотици човешки животи и съдбата на цели градове.

Има ли изход?

Ще има ли наистина 5G вредно влияние върху върху прогнозата за времето? Рано е да се каже. Честотата, на която ще функционират мрежите от пето поколение, е около 26 GHz за Европа, но в САЩ започнаха търгове за разпределяне на 24 GHz спектъра. Това е доста близко до критичната 23,8 GHz честота на водните пари.

Възможността за грешка е немалка. Смущенията дори само от една локация, дори само при един сателит се отразяват на глобалната метеорологична картина, тоест ще засегнат малко или повече всекиго от нас.