Red 5G podría afectar pronósticos


Por qué los meteorólogos se preocupan de que las redes 5G puedan degradar los pronósticos meteorológicos


Por Marshall Shepherd

Mi colega de Forbes, Miriam Tuerk, escribió recientemente un artículo titulado: "Cómo la red 5G cambiará a América". Mencionó específicamente la innovación técnica de 5G, el potencial para revitalizar la América rural y las oportunidades de crecimiento en nuevas industrias. Tuerk, jefa oficial ejecutiva y cofundadora de Clear Blue Technologies Inc., terminó su ensayo diciendo:

Hace 20 años, nadie podría haber imaginado el impacto que los teléfonos celulares tendrían en nuestra vida diaria, las empresas y la economía. Hoy, una vez más, son los principales impulsores del cambio. Creo que la próxima gran oportunidad disruptiva vendrá de 5G para cambiar la forma en que nos conectamos y potenciamos nuestras comunidades.”

A medida que las principales redes inalámbricas hacen la transición a 5G, hay un asunto "Houston, tenemos un problema" en el lugar donde vivimos. Las redes 5G podrían degradar inadvertidamente los pronósticos meteorológicos. He aquí cómo.



Los huracanes Irma, Katia y José, medidos a 89 GHz desde un satélite. NASA

Muchos meteorólogos como yo notaron el problema potencial con 5G, y ahora los responsables de formular políticas han expresado sus preocupaciones. En un comunicado de prensa de la oficina del senador Ron Wyden (D-Oregon) esta semana, se emitió la siguiente declaración:

El senador estadounidense Ron Wyden, demócrata de Oregon, y Maria Cantwell, demócrata de Washington, la principal demócrata en el Comité de Comercio del Senado, advirtieron ayer que una venta en curso de ondas inalámbricas podría dañar la efectividad de los satélites meteorológicos de EE. UU. predicciones confiadas para proteger la seguridad, la propiedad y la seguridad nacional. También publicaron un memorando interno de la Marina de los EE. UU. Que llegó a la conclusión de que reducir la precisión de los pronósticos meteorológicos podría amenazar la seguridad de las aeronaves y los buques de guerra, y reducir la conciencia militar sobre las condiciones del campo de batalla. Wyden y Cantwell instaron a la administración de Trump a no permitir que las compañías inalámbricas operen comunicaciones de quinta generación (5G) en el espectro de 24 GHz hasta que se aborden las preocupaciones sobre la interferencia con los satélites de pronóstico del tiempo.”

¿Cuál es el problema exactamente? Para responder a esta pregunta, debemos comenzar con un fallo de la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) de 2016 que abrió frecuencias por encima de 24 GHz para 5G. Primero, vamos a hacer una pausa. ¿Qué es esa "frecuencia" y "GHz"? La energía electromagnética viaja en ondas y es representativa de un amplio espectro desde rayos gamma de longitud de onda corta hasta regiones de longitud de onda más larga, como microondas u ondas de radio. (ver gráfico abajo). Gigahertz (GHz) es simplemente una unidad de medida de frecuencias de radiación electromagnética y es equivalente a 1 billón de hertzios (Hz). Normalmente hay una relación invertida (inversa) entre la frecuencia de las ondas electromagnéticas y su longitud de onda. En otras palabras, las ondas de mayor frecuencia tienen longitudes de onda más cortas.




Espectro electromagnético. NASA

Aquí es donde entra el problema para el pronóstico del tiempo. Muchas de las frecuencias que se están subastando ahora para telecomunicaciones están muy cerca de las frecuencias utilizadas por ciertos satélites de observación meteorológica. ¿Y qué? El "y qué" se captura muy bien en un artículo reciente en Nature, una de las principales revistas científicas . Alexandra Witze escribió en el sitio web de Nature:

La frecuencia de 23.8 gigahercios, a la cual el vapor de agua en la atmósfera emite una señal débil. Los satélites, como las sondas europeas MetOp, monitorean la energía que irradia de la Tierra a esta frecuencia para evaluar la humedad en la atmósfera que se encuentra debajo: mediciones que se pueden tomar durante el día o la noche, incluso si hay nubes presentes. Los meteorólogos introducen estos datos en modelos para predecir cómo se desarrollarán las tormentas y otros sistemas climáticos en las próximas horas y días.”

No son solo los satélites meteorológicos europeos los que utilizan estas frecuencias para sondear el vapor de agua atmosférico. Los satélites estadounidenses también lo hacen. Los datos de vapor de agua o humedad se usan para evaluar el potencial de clima severo, y se ingieren en EE. UU., Europa y otros modelos para mejorar la precisión de los pronósticos. Si bien es ilusorio para muchos, los pronósticos meteorológicos se realizan (incluido el de la aplicación de su teléfono móvil) utilizando la predicción numérica del tiempo. Para un buen resumen, visite este enlace. En pocas palabras, las observaciones de globos meteorológicos, aeronaves, satélites y numerosos instrumentos terrestres proporcionan una "evaluación" inicial de la atmósfera tridimensional. Estos datos se incorporan a modelos informáticos complejos que resuelven dinámicas de fluidos, termodinámica y ecuaciones físicas en un globo giratorio en varios niveles diferentes. No es fácil, pero las previsiones son bastante buenas. Por ejemplo, un artículo académico de 2014 en la revista Monthly Weather Review informó que aproximadamente el 90% de los datos ingeridos en modelos meteorológicos son de satélites de órbita polar. Este mismo documento también encontró que sin datos satelitales incorporados en el modelo, los pronósticos de seguimiento pendientes para el huracán Sandy se habrían degradado. Un porcentaje significativo de los datos satelitales mide el vapor de agua, la temperatura, las nubes y las precipitaciones, y se basa en frecuencias cercanas a las que ahora están disponibles para las redes 5G.

Los instrumentos satelitales utilizan las siguientes frecuencias adicionales basadas en microondas para el clima: 36-37 GHz para la detección de lluvia y nieve, 50 GHz para la temperatura atmosférica y 86-92 GHz para la detección de nubes y hielo. Todas estas variables se utilizan en modelos meteorológicos globales. El gráfico a continuación muestra la precipitación global el 15 de mayo de 2019, medida por un satélite en la misión de medición de precipitación global (GPM) de la NASA. Serví como científico adjunto del proyecto para esta misión durante muchos años. Estos datos son críticos para el pronóstico del tiempo, las evaluaciones del clima y la predicción hidrológica, y utilizan algunas de las frecuencias en cuestión. La proliferación de estas frecuencias para las comunicaciones puede "enmascarar" las señales emitidas a los satélites por el vapor de agua, la lluvia, el hielo o las nubes. Esto elimina efectivamente la información importante en los modelos de clima.


Precipitación global el 15 de mayo de 2019, medida por la misión satelital GPM (producto IMERG). NASA

La red 5G es ciertamente la ola del futuro, pero aliento a todas las personas en el gobierno (NASA, NOAA, FCC, DOD, etc.) a comunicarse entre sí. De lo contrario, las mejoras que hemos obtenido a lo largo de los años en los pronósticos o advertencias meteorológicas pueden ser de vida o muerte.

Dr. Marshall Shepherd, Dir., Programa de Ciencias Atmosféricas / GA Athletic Assoc. Distinguido Profesor (Univ of Georgia), Anfitrión, Podcast Popular de Weather Channel, Weather Geeks, Presidente de AMS 2013