آیا شبکه «5G» پیشبینی آب و هوا را با مشکل مواجه می‌کند؟
۱۳۹۸ بهمن ۲۴, پنجشنبه
با فعال شدن نسل پنجم تلفون های همراه «5G» احتمالاً هواشناسان در پیشبینی آب و هوا با مشکلاتی مواجه خواهند شد. در حال حاضر پیشبینی آب و هوا بیشتر از هر زمان دیگری دقیق است. به ویژه ماهواره های نظارتی در اطراف زمین در این قسمت نقش خیلی مهمی را بازی می کنند، زیرا این ماهواره ها اطلاعات مختلفی را که برای پیشبینی هوا خیلی مؤثر اند، از گوشه های مختلف کره زمین جمع آوری و ثبت می کنند، اطلاعاتی که بعداً به کامپیوترهای هواشناسی و پیشگویی هوا ارسال می شوند.
یکی از معلومات بیشماری که این ماهواره ها ثبت می کنند، حجم بخار آب در اتموسفر زمین می باشد. یعنی میزان آبی که بعداً تبخیر شده و به شکل بخار و آب نامرئی تبدیل می شود، پس از سرد شدن تقطیر می شود و سبب تشکیل ابر و وقوع رعد و برق می گردد. حجم و مسیر این بخار توسط آژانس فضایی اروپا و یا اداره عمومی فضانوردی امریکا (ناسا) ارزیابی می گردد.
قابلیت دید و سنجش بخار برای هواشناسان از اهمیت خیلی زیادی برخوردار است؛ زیرا اگر آنان «ارزش مجموعی» آن را بدانند، می توانند خیلی دقیق وضعیت جوی را پیشگویی نمایند.
تشعشع خاص مالیکول های آب
ماهواره های هواشناسی ارزش بخار آب اتموسفیر یا جو زمین را با حسگرهای پسیف یا غیرفعال خود اندازه گیری می کنند.
داکتر کلیمنس زیمر، استاد بخش عمومی و تجربی هواشناسی در دانشگاه بن توضیح می دهد: «پس از کوچکترین تغییر در سرعت و چرخش مالیکول های آب در جو زمین تشعشع خلق می شود.» او افزود: «و مرکز مسیری که در اینجا مطرح است، در ۲۲،۲۳۵ گیگاهرتز موقعیت دارد و این قسمتی است که در آن کلاً گاز و ابر هیچ تأثیری ندارند. بنابراین ما در آنجا فقط مقدار بخار آب را سنجش می کنیم.»
دسترسی به محدوده فریکانس
مشکل اساسی در این قسمت این است که اتحادیه بین المللی مخابرات «آی تی یو» پس از یک اجلاس بین المللی در سال ۲۰۱۹ در شرم الشیخ اعلام کرد که در نظر دارند تا شبکه جدید موسوم به «۵جی» یا نسل پنجم تلفون های همراه در همین محدوده جو زمین، یعنی در «۲۴،۲۵ تا ۲۷،۵ گیگاهرتز» منتقل گردد.
در صورت انتقال شبکه «۵جی» به این محدوده، اختلالاتی در کار هواشناسان وارد خواهد شد، زیرا فضای مهم اتموسفیر بخار آب برای هواشناسان و محدوده شبکه «۵جی» فقط ۰،۲۵ گیگاهرتز از هم فاصله خواهند داشت.
زیمر می گوید: «تشعشعات دستگاه های «۵جی» تا همین ۲۴ گیگاهرتز خلاصه نمی شود، زیرا هر فرستنده در پهنای باند معین اطلاعات را ارسال می کند.» زیمر هشدار می دهد: «به هیچ وجه نمی توان از اخلال این فرستنده ها در این محدوده جو زمین جلوگیری نمود.»
او افزود که علاوه بر این، تشعشع بخار آب خیلی ضعیف است: «تغییرات خیلی پایین انرژی در مالیکول های آب مسأله را دشوارتر می سازد، زیرا کوچکترین آلودگی سیگنال ها را اخلال می کنند.»
به گفته پروفیسور زیمر، «بنابراین نیاز به حد خیلی پایینی برای تشعشع فرستنده ها تا زیر ۲۴ گیگاهرتز می رود.»
مقابله برای حفظ طیف فریکانس ها
هواشناسان از همین حالا با مشکلات جدی مواجه اند؛ زیرا بار بار تجربه کرده اند که یک مرجع سومی تلاش دارد تا محدوده های فریکانس را غصب یا اخلال نماید. یکی از این محدوده ها، باند ال (L-Band) در ساحه ۱.۴ گیگاهرتز است. از این محدوده ماهواره ناظر بر زمین از آژانس فضایی اروپا رطوبت زمین و مقدار نمک ابحار را ارزیابی و سنجش می کند.
پروفیسور زیمر می گوید: «هرقدر زمین مرطوب تر باشد، به همان پیمانه انرژی کمتری منعکس می کند. این مورد را می توانیم سنجش نماییم و از همین ارزیابی در پیشگویی آب و هوا استفاده می شود.» بنابراین به گفته پروفیسور زیمر برای جلوگیری از اختلالات، الگوریتم های بسیار پیچیده پیشگیرانه باید عملی گردند.
زیمر افزود که چنین اختلال ها به ویژه از کشورهای آسیایی بیشتر محسوس اند. این معضل احتمالاً به دلیل فروش دستگاه های به این کشورها است که با همین فریکانس ها کار می کنند و منجر به اخلال می گردند.
داکتر زیمر گفت که تأثیرات شبکه «۵ جی» احتمالاً متفاوت از فریکانس های کنترول از راه دور خواهند بود: «فکر می کنم در محدوده هایی که فریکانس ها بیشتر مورد استفاده قرار دارند، حسگرها عملاً نابینا می شوند.»
آلکساندر فرویند/نادیه فضل