美国拍卖5G频段，影响地球科学数据？

美国国家海洋和大气管理局的卫星图，显示了美国大陆上空的水蒸气。图片来源：《自然》网站

　　一个全球性的问题出现了。

　　美国政府已经开始拍卖下一代通信网络——5G网络的无线电频段，但其中部分频谱，与一些主要测地卫星的工作频谱非常接近。这让气象学家非常担忧，他们认为5G信号传输很可能会干扰正常的数据采集工作，进而影响全球天气预报的准确性。

　　而据英国《自然》新闻一篇报道称，鉴于美国的通信市场规模庞大，美国政府如何部署5G网络的决定，亦可能影响其他国家的后续监管政策。

　　共享频谱，“邻居很吵”怎么办？

　　其实，天文学家、气象学家和其他科学家早就开始与其他用户共享观测频谱，也会通过转到不同频段的方式来防止干扰。但这次却是“有史以来第一次受到威胁”，供职于欧洲中等尺度天气预报中心的气象学家史蒂芬·英格列说，现在他们开始想方设法“捍卫”这些频段。

　　这些极为重要的频段包含了23.8GHz（千兆赫）——大气中的水蒸气会在这一频率释放微弱的信号，而欧洲MetOp探测器等卫星专职负责监测这一频率的地球辐射能量，并以此评估地球上大气的湿度。这些测量日以继夜地进行着，气象研究员们会将测量数据输入大气模型，预测暴风雨和其他天气系统在接下来几小时至几天内的变化。

　　现在的问题是，传输频率几乎相同的5G基站，会产生与水蒸气释放的信号非常类似的信号，造成一定混淆。美国威斯康星大学麦迪逊分校的气象学家乔丹·戈尔斯表示：“我们无法判断信号是否有人工成分。”而数据的混淆会让天气预报不再准确。

　　乔丹·戈尔斯把这种情况比喻成家隔壁住了一个很吵的邻居。如果邻居用超大音量放音乐，噪声也会干扰你的房间，只能希望邻居把音量调低。

　　开会商讨，FCC拿出诚意了吗？

　　《自然》文章表示，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）以及美国国家航空航天局（NASA）正在与掌管美国无线网络分配的联邦通信委员会（FCC）进行一场重要的谈判。NOAA和NASA希望，FCC能一起参与保护地球观测的频段，使其不受5G信号干扰。

　　不过，FCC上个月刚完成首轮5G频谱的拍卖，人们几乎没看到什么保护措施。

　　这场拍卖会于4月中旬落下帷幕，中标的总金额约20亿美元。而在距拍卖会开始不到一周之际，FCC主席帕伊甚至对地球科学界的持续担忧和修改美国政府立场的请求表达了他的不耐烦——在写给商务部长罗斯和NASA局长布里登斯廷的信中，帕伊强调特朗普政府应尽快推出5G并为其腾出频谱。

　　已经结束的拍卖会涉及两个频段：24.25—24.45GHz，另一个是24.75—25.25GHz。如果监管机构、电信公司不采取措施降低干扰风险，那么经由美国5G无线信号覆盖区上空的测地卫星，将无法准确检测大气中的水蒸气浓度。这一参数失效可能会影响全球天气预报。

　　通常，监管机构都会设定允许的噪声上限，数字越负表明噪声控制越严格。此前FCC拍卖将美国5G网络信号的噪声上限设定在-20分贝瓦，这几乎比所有国家正在考虑的5G噪声都要高——欧盟委员会设定5G基站噪声上限为-42分贝瓦，世界气象组织（WMO）推荐上限为-55分贝瓦。

　　下半年埃及将召开一次相关会议，来自世界各地的监管机构齐聚，共同确定可商用的5G频段，以及测地信号干扰水平。但法国气象局专家、领导WMO无线电频率协调指导小组的埃里克·阿莱克斯表示，由于噪声测量标准的不同，美国提案所允许的噪声可能是欧洲提案的150多倍，更是WMO的3000多倍。

　　气象不准，还可能是连锁反应？

　　这不是美国一家的问题。美国当地的气象学者当然需要准确的数据作为模型参数，但实际上，参数的失效可能会影响全球的天气预报。

　　据悉，NOAA和NASA已经完成了对不同噪声干扰水平所产生影响的研究。在美国国会可能不止一次的正式要求下，该研究至今尚未公诸于众。而据2010年一份来自美国国家科学、工程和医学院的报告得出的结论，如果科学家们无法获得23.8GHz频段传输的信号，就会失去30%的微波频率数据——这些有用数据对全球天气预报来说至关重要。

　　史蒂芬·英格列表示，如果缺失美国的大气数据，欧洲的天气预报就会受到严重影响，因为欧洲的天气模式往往取决于之前三四天美国的天气情况。

　　NOAA隶属的美国商务部则表示：将坚定支持美国政府巩固其5G领导地位的相关政策，同时持续推进政府和科研层面的重大项目。

　　NASA局长布里登斯廷拒绝发表评论，但在4月的一次会议上他表达了自己对此事的忧虑，“这问题关系重大”，他说。

　　FCC的下一轮5G拍卖计划将于今年12月启动，这也将是美国史上最大规模的一次拍卖。新一轮的拍卖还将增加三个频段带——其中依然包括了卫星工作频段，科学家们一直用它来观测降水、海冰和云层。

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