担心5G会破坏天气预报系统，NASA和FCC争论不休

大数据文摘出品

来源：sciencemag

编译：秦泽宇、张秋玥

很多人担心5G通信的辐射会影响身体健康，文摘菌也进行了报道，虽然功率确实会比4G通信基站大一些，但是距产生对人体有害的辐射还比较远。

然而，辐射的说法刚消停，又有气象学家担心由于频率相近，5G基站信号会对气象卫星的收集气象数据产生影响，从而影响以后天气预报的准确度。

美国国家航空航天局（NASA）和国家海洋和大气管理局（NOAA）表示，5G基站发出的信号频率与收集水蒸气数据的气象卫星使用的频率接近，这可能危及天气预测和气象研究。

然而为美国5G运营商发放无线频谱许可证联邦通信委员会（FCC）称这完全是多虑了。

相关的技术研究和辩论已经进行了数月之久，然而局势却越来越僵。双方各执一词，以至于分别在5、6月份在国会就各自观点举行了听证会。

频率接近影响气象卫星监测水蒸气数据

首先我们来看看，为什么会出现5G通信会影响到天气预报这样的说法。

5G时代的下载速度会比现在的4G快100倍，并为像无人驾驶汽车这种先进技术奠定基础，因此，各国都在大力推进5G基础设施的建设，各大电信公司已经开始在世界各地的城市将手提箱大小的5G基站终端安装到信号塔和屋顶上。

而目前5G使用的毫米波波段，频率则在24.25Ghz-52.60Ghz——这一频率远高于现有4G无线网络使用的频率，因为这个波段不会被大气所阻碍。但只有当通信公司能够以相对较高的信号强度传输数据时，这种频段才有用。联邦通信委员会（FCC）已经提议允许包括频率在24.25-25.25GHz的波段进行拍卖。

但是有一项邻近的频率对于天气预报很关键。水蒸气分子会发出少量频率在23.8GHz附近的辐射，这是一种很好的感知大气中组成云雨的水蒸气成分的方法。空气在这些频段内无法被检测到，但是国家海洋和大气管理局（NOAA）的联合极地卫星系统和欧洲气象业务卫星上的传感器可以收集到大气层中各层级的数据，这不仅为我们的7天天气预报、也为预测飓风强度及其登陆地点提供了重要的信息。来自图卢兹Météo-France的气象学家Eric Allaix负责领导世界气象组织无线电频率协调委员会。他补充说，长期的对水蒸气辐射进行记录可以帮助校准气候变化模型。

威斯康星大学的气象学家Jordan Gerth也称5G对气象预报产生了“非常明显的威胁”。但是他又补充说，“但是钻牛角尖也是没用的”。各方试图达成某种妥协，但是失败了，由美国国家科学院、工程院和医学院为寻求解决方案而组织的一场7月份研讨会因联邦机构拒绝出席而取消。

双方各执一词，已经争到国会

尽管250MHz的缓冲器会将5G信号和自然辐射分离开来，但气象学家还是担心信号会渗入水蒸气辐射，将微弱的自然辐射淹没。3月，就在联邦通信委员会（FCC）拍卖5G通信频段之前，负责监督国家海洋和大气管理局（NOAA）的商务部长Wilbur Ross和NASA局长Jim Bridenstine发了一封信，要求联邦通信委员会（FCC）推迟拍卖。然而联邦通信委员会（FCC）还是决定将拍卖继续进行下去，T-Mobile和AT&T都购买了部分频段。

事情从此升温。美国国家海洋和大气管理局（NOAA）执行局长Neil Jacobs，5月向国会作证，一项内部研究发现5G相关干扰可能会使美国国家海洋和大气管理局(NOAA)在23.8GHz下损失77%的水蒸气数据，并可能使天气预报精确度下降30%，降到1980年的水平。Jacobs说“这对我们来说是一个关键的数据集。”Bridenstine则声援了Jacobs的担忧，称海军方面也在担心天气预报质量会变差。

6月，美国联邦通信委员会(FCC)主席Ajit Pai则在自己的国会证词中回应，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）误解了5G技术。Ajit Pai解释说，5G将使用类似激光的“波束赋形（Beamforming）”技术，这将使数据传输速率最大化，而将杂散信号最小化。24GHz频段可能仅限于网络用户密集的城市地区。

但是气象学家Gerth还是担心，即使24GHz频段被限制聚焦在城区里，5G仍可能造成问题。他认为，气象卫星一次观测几平方米区域，对整体的某一部分的干扰会毁坏整个观测。并且，像来自纽约和佛罗里达、迈阿密等沿海城市的干扰可能会妨碍至关重要的海洋观测——飓风预测。

5G脚步不会停止，但争论会一直延续

解决24GHz频段的纷争并没有一时的事情。去年12月，联邦通信委员会（FCC）计划拍卖37.6-38.6GHz频段，而这一频段的频率接近用于测量雨雪的频率。还有其他几个潜在的5G波段也位于重要天气频率附近。Gerth特别担心50至55GHz之间的频率，因为这一频率对大气温度分布是十分重要的。

5G频率波段与气象监测的信号波段

自今年4月以来，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）和美国国家航空航天局（NASA）对5G在预测上的影响进行了进一步的研究，以回应联邦通信委员会（FCC）和无线行业。据最新研究版本，这些机构得出了共同的结论：通信信号的电平level（电平是指该点的功率P与某一基准功率P0的对数，公式：Level=10lg(P/P0)）需要限制在大约-42dBW，以保护天气数据（这比FCC的要求严格100倍以上）。一个众议院委员会的工作人员评论说，“研究似乎证实了美国宇航局（NASA）和国家海洋和大气管理局(NOAA)的所有公开声明。”

但是，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）并没有公开发布这些研究报告，也没有将研究结果提交给联邦通讯委员会（FCC），一些来自国会的消息人士称，白宫强烈支持5G建设。联邦通讯委员会（FCC）在华盛顿的发言人Brian Hart说：“主席说，我们很高兴看到这些研究。但目前还没有明确的证明来证实这些研究。”

美国国家航空航天局（NASA）和国家海洋和大气局（NOAA）都没有对此发表评论。

即使技术专家不能解决他们的争端，外交官也许可以。在一项下周将在渥太华举行的美洲电信委员会主持的会议上，西半球各国将努力就5G限制达成共识。他们将把这个数据带到四年一次的世界无线电通信会议上，该会议将于10月28日在埃及沙姆沙伊赫开始，努力达成一个全球限制值。国务院将领导美国代表团参会，但尚未宣布其立场。

Jacobs两周前向国会工作人员作了简报。据消息人士透露，他报告说，一个寻求跨部门协调的过程已经破裂，并暗示美国可能会在渥太华提高-28dBW的限值。这比联邦通信委员会（FCC）推动的-20dBW更为严格。但据报道，Jacobs认为，这对天气预报仍然具有潜在的灾难性。

欧洲可能能够保证一个预防性的平衡点。Allaix说，代表欧洲国家的区域电信组织计划在无线电通信会议上提出−42dBW的限制。Allaix与人在2018年合著了一份支持该限制的研究报告。世界气象组织采取了更强硬的措施，即要求-55dBW。Allaix说，美国的大气状况对欧洲2到3天后的天气预报至关重要，因此它“实际上是一个全球性的问题。我们的卫星需要在世界各地得到保护。”