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
