重大突破：5G基站助力預測極端天氣，準確率最高提升80%

日前，中國移動浙江公司聯(lián)合中國氣象局完成全球首次利用5G基站進行氣象精準預報的試點驗證，開創(chuàng)性地實現(xiàn)“通信塔即水汽觀測站”。這項突破性技術可有效解決傳統(tǒng)氣象水汽觀測站點位有限、成本高昂的痛點，推動天氣預報準確率顯著提升。

近年來，在全球變暖的大背景下，極端降水在中國北方發(fā)生頻率增加約30%，這給當?shù)厝罕姷纳�命財產安全帶來了巨大的危害。專家普遍認為，未來中東部尤其是華北、西南部分區(qū)域將維持暖濕化趨勢，并可能經歷階性強降水高峰。

如何提升強降雨天氣預報的準確率？由于強降雨天氣通常由中小尺度的對流系統(tǒng)引起，具有“空間尺度小、生命史短、突發(fā)性強”的特點，因此提高局部強降雨預報的準確率一直是氣象行業(yè)的挑戰(zhàn)難題。

據了解，當前我國采用了通過水汽觀測站收集GNSS系統(tǒng)（全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)）衛(wèi)星信號變化數(shù)據，分析水汽含量等大氣關鍵參數(shù)，得出強降雨預報情況。但水汽觀測站建設成本高，覆蓋率偏低，目前全國僅有2300余個，且站點間距大，難以捕捉局部地區(qū)突發(fā)極端天氣。

專業(yè)水汽觀測站

“我們通過實驗測試發(fā)現(xiàn)，通過5G基站自帶的GNSS系統(tǒng)也可以用于大氣水汽含量的估算，GNSS信號時延的長短與基站上空云團的水汽含量的高低直接相關，當云團水汽含量變多時，時延就會變大，因此，基于5G基站信號時延反演水汽含量，就可以得出預報的關鍵數(shù)據�！闭憬�移動網絡部技術專家王科鉆介紹�！爸袊�移動有百萬級5G基站，覆蓋廣泛，每一座5G基站就相當于GNSS/MET水汽觀測站，通過激活這些‘水汽觀測站’獲取的水汽數(shù)據規(guī)模更大，時效更強，無需改造就可直接復用，可大幅節(jié)約水汽觀測站的建設成本，得出高時空分辨率的大氣水汽分布，有助于提高局部極端天氣的精準預報能力、提升災害預警的及時性，有望在抗災減災方面發(fā)揮重要作用�！�

據了解，此次中國氣象局與浙江移動共同開展的試點工作取得了重大突破，試驗周期為74天，1700個5G基站GNSS系統(tǒng)獲取的衛(wèi)星信號變化數(shù)據回傳共享給氣象部門，用于反演水汽數(shù)據，經驗證，降雨量預測精度最高可以提升80%。

氣象研究人員對比分析了2025年5月8日浙江短時強降雨、2024年10月臺風“康妮”的過程，融合5G基站GNSS ZTD 水汽數(shù)據和傳統(tǒng)數(shù)據的預報結果，其降水預報結果與實況最為接近。經驗證，基于5G基站GNSS的氣象短臨精準預報的數(shù)據采集回傳頻率可提升至100毫秒/次，遠超傳統(tǒng)水汽觀測站為分鐘級；強降水位置定位精度從27km×27km精確至1km×1km，定位從區(qū)縣級到街道級，強降水范圍和位置預報更精準。

氣象專家認為，盡管通信基站所處環(huán)境復雜，但將通信基站數(shù)據與氣象局數(shù)據融合后，觀測點數(shù)量大幅增加，為數(shù)值模式提供了更豐富、更密集、覆蓋區(qū)域更廣的對流層水汽信息，為改進高分辨率數(shù)值預報結果奠定了重要基礎。

后續(xù)，中國移動將聯(lián)合中國氣象局、南京信息工程大學探索水汽導風技術應用（借助衛(wèi)星水汽通道反演大氣風場技術），填補 “晴空風”的氣象預報空白，推動GNSS數(shù)據在氣象災害研判上發(fā)揮更大價值。

通過舟山強降雨天氣的水汽預測試驗，證明同化后強降水范圍和位置預報更好，強降水漏報區(qū)域得到了改善。