Сигналы от вышек-ретрансляторов операторов мобильной связи помогают делать прогнозы о приближающемся тумане.
Туман часто является причиной серьезных, дорогостоящих столкновений и несчастных случаев, особенно в воздушном пространстве рядом с аэропортами, в акваториях пирсов и вдоль шоссейных дорог.
Мониторинг условий видимости в реальном времени мог бы улучшить состояние безопасности для населения и cэкономил бы десятки миллионов долларов только в транспортном сегменте перевозки людей и грузов.
Но традиционные системы распознавания и регистрации туманообразования, включая спутники, датчики видимости и наблюдения, выполняемые человеком, не обладают достаточной пространственной разрешающей способностью, имеют высокую стоимость или низкую чувствительность у поверхности земли, где мониторинг особенно необходим.
Инженеры Ноам Дэвид и Х. Оливер Гао (Noam David, H.Oliver Gao), оба из Корнуэльского Университета, придумали способ использовать данные сигнала от вышек-ретрансляторов операторов мобильной связи для оценки атмосферных условий, приводящих к образованию тумана.
Данные беспроводной коммуникационной связи передаются в пределах рабочей сети антен вышек ретрансляторов как микроволновое излучение.
Метеоусловия влияют на силу сигналов, принимаемых ретронслятарами. Таким образом, данные и трафик сотовой связи предлагает низко-затратное средство непрерывного мониторинга за туманами.
Дэвид и Gao успешно применили этот подход для предсказания тумана на полосе земли, сканируемой лучом радиолокатора самолета рядом с Тель-Авивом, Израиль, за час до того, как туман появился.
Они обнаружили, что микроволновые сигналы изменяются в ответ на температурные колебания и уровень влажности.
Кроме того, учитывая факт, что капельки тумана непосредственно понижают мощность сигналов, исследователи продемонстрировали, что они могут обнаружить туман в то время, когда облака верхнего яруса загораживают обзор для спутников.
В отличие от спутников, новый метод также позволяет отличать туман, образующийся у поверхности земли, от облаков низкого яруса.
Результаты работы были детально представлены в научной работе, опубликованной в январе в Журнале Геофизических Исследований (Journal of Geophysical Research) под заголовком: «Атмосфера» (Atmospheres) и представлены онлайн в августе в выпуске «Природа и Факторы Риска» (Natural Hazards).
Cети сотовой связи используются повсеместно во всем мире, что облегчает применение этого метода на территории большинства стран.
«В принципе, мы могли бы уже применить существующую инфраструктуру для ежедневного заблаговременного обнаружения областей формирования туманов», - говорит Дэвид.
«Поскольку данные могут быть получены в режиме реального времени, мы можем заблаговременно в кратко-срочном режиме подумать как предупредить опасность от надвигающегося тумана». Ученый предлагает провести серьезное апробирование метода в разных регионах земного шара и выявить, есть ли у этого метода какие-либо ограничения.
Новая работа показывает, что имеется возможность обнаруживать скрытые условия, предшествующие образованию тумана.
Келли Кейлор (Kelly Caylor) , ученый-эколог Калифорнийского Университета, Санта-Барбара, не участвовавший в работе, называет работу Дэвида и его команды «существенным шагом вперед. Есть что-то замечательное и вполне удовлетворительное в обнаружении такого большого количества сигналов в том, что в противном случае мы бы приняли за шум».
источник Журнал Саентифик Американ №12 2018
Автор: Рэйчел Беркоуитз
Перевод: Энигма Л.Н.
