Kommande trådlösa 5G-nätverk som kommer att ge snabbare mobiltelefontjänster kan leda till felaktiga väderprognoser, enligt en Rutgers-studie om en kontroversiell fråga som har skapat oro bland meteorologer.

"Vår studie - den första i sitt slag som kvantifierar effekten av 5G på väderprognoser - tyder på att det finns en inverkan på noggrannheten i väderprognoser, " sa seniorförfattaren Narayan B. Mandayam, en framstående professor vid Wireless Information Network Laboratory (WINLAB), som också är ordförande för Institutionen för elektro- och datorteknik vid School of Engineering vid Rutgers University-New Brunswick.

Den peer-reviewade studien publicerades denna månad vid 2020 IEEE 5G World Forum, sponsrad av Institute of Electrical and Electronics Engineers. Femte generationens mobila trådlösa teknik (5G) härrör från nya, smartare sätt att använda de högre (mmWave) frekvenserna för mobil kommunikation. Denna teknik kommer att revolutionera internetkommunikation och telekommunikation. Den har snabbare anslutningstider, ökar antalet enheter som kan ansluta till ett nätverk och kommer att bli mer allmänt tillgängliga under de kommande två till tre åren, enligt IEEE.

Rutgers-studien använde datormodellering för att undersöka effekten av 5G-"läckage" – oavsiktlig strålning från en sändare till ett angränsande frekvensband eller kanal – på att förutsäga det dödliga 2008 Super Tuesday Tornado-utbrottet i söder och mellanvästern.

Signalerna från 5G-frekvensbanden kan potentiellt läcka in i bandet som används av vädersensorer på satelliter som mäter mängden vattenånga i atmosfären och påverkar väderprognoser och förutsägelser. Meteorologer förlitar sig på satelliter för de data som behövs för att förutsäga väder.

Baserat på modellering, 5G-läckageeffekt på -15 till -20 decibel watt (en decibel watt är en effektenhet som beskriver styrkan hos radiovågor) påverkade noggrannheten i prognoser av nederbörd (med upp till 0,9 millimeter) under tornado-utbrottet och temperaturer nära marken nivå (med upp till 2,34 grader Fahrenheit).

"Det kan hävdas att omfattningen av fel som hittats i vår studie är obetydlig eller signifikant, beroende på om du representerar 5G-samhället eller det meteorologiska samhället, respektive, " Sa Mandayam. "En av våra takeaways är att om vi vill att läckaget ska vara på nivåer som föredras av 5G-gemenskapen, vi måste arbeta med mer detaljerade modeller såväl som antennteknik, dynamisk omfördelning av spektrumresurser och förbättrade väderprognosalgoritmer som kan ta hänsyn till 5G-läckage."

Huvudförfattare är Mohammad Yousefvand, en Rutgers elektroteknik doktorand. Medförfattare inkluderar professor Chung-Tse Michael Wu vid institutionen för elektro- och datateknik, Professor Ruo-Qian (Roger) Wang vid institutionen för byggnads- och miljöteknik och Joseph Brodie, chef för atmosfärisk forskning vid Rutgers Center for Ocean Observing Leadership.