technologie L'expansion de la 5G pourrait renvoyer les prévisions météorologiques aux années 1970

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Lorsque vous entendez les fournisseurs d'accès Internet sans fil parler d'« étendre le réseau cellulaire 5G », votre première pensée est probablement : « Oh, bien ». C'est parce qu'il y a beaucoup de flux de données sans fil vers les nombreux smartphones, tablettes et ordinateurs portables du monde. Mais les scientifiques craignent de plus en plus que toute cette bande passante des appareils mobiles ait un coût : notre capacité à prévoir la météo rapidement et avec précision.

Bien que la plupart des gens sachent qu'ils paient leur fournisseur de services sans fil pour se connecter à Internet, ils ne réalisent peut-être pas que les fournisseurs de services sans fil exploitent une ressource limitée : une bande étroite de fréquences radio appelée spectre (et non le câblodistributeur). Les longueurs d'onde radio de la gamme spectrale sont uniques pour plusieurs raisons. D'une part, ils peuvent transmettre des données à travers des objets solides, tels que les murs de votre maison ou les fenêtres de votre voiture, ce qui les rend idéaux pour la communication sans fil. Mais ils sont également importants car l'atmosphère terrestre émet naturellement des ondes radio, qui peuvent être captées par des capteurs satellites et traduites en données météorologiques telles que la température et les précipitations.

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Le problème est que la fréquence des ondes radio utilisées par les réseaux cellulaires sans fil est similaire à celles utilisées pour surveiller les conditions atmosphériques ; la bande 24 GHz est de plus en plus utilisée pour les télécommunications, notamment pour les réseaux cellulaires 5G . La bande voisine de 23,8 GHz est réservée à des fins scientifiques, notamment aux satellites météorologiques. Au fur et à mesure que ces deux bandes de fréquences sont de plus en plus utilisées, elles peuvent interférer, rendant la diffusion des informations météorologiques et climatiques plus lente et moins précise.

La bande passante de données sans fil peut être un peu comme une autoroute dans une ville en pleine croissance. À moins que davantage de voies d'autoroute ne soient ajoutées à mesure que la population augmente, la circulation empirera. Comme de plus en plus de personnes reçoivent un service sans fil, le signal peut ralentir si les entreprises ne cherchent pas à étendre la bande passante pour les appareils mobiles. En conséquence, de nombreuses entreprises demandent à la FCC de vendre aux enchères des bandes de fréquences supplémentaires pour les communications sans fil.

Mais les scientifiques de l'atmosphère affirment que la vente aux enchères de bandes de spectre supplémentaires pourrait réduire leur capacité à informer les communautés des événements météorologiques extrêmes tels que les ouragans et les tempêtes tropicales, événements dans lesquels le temps est essentiel pour sauver des vies.

"Cela dégraderait les compétences de prévision jusqu'à 30%", a déclaré Neil Jacobs, ancien administrateur par intérim de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), lors d'une audience fédérale de 2019 sur les interférences entre les bandes de fréquences cellulaires et scientifiques. "Cela entraînerait une réduction du délai de prévision de la trajectoire des ouragans d'environ deux à trois jours."

Des informations précises et opportunes sur le temps sont particulièrement importantes à notre époque de conditions météorologiques extrêmes. En 2012, par exemple, le National Hurricane Center a pu donner à l'État de Louisiane une prévision précise du moment et de l'endroit où l'ouragan de catégorie 1 Isaac toucherait terre environ deux jours avant la tempête. L'avertissement original est venu cinq jours à l'avance mais a mal estimé l'emplacement de l'atterrissage de 250 milles. Le délai de deux jours a encore donné à l'Agence fédérale de gestion des urgences et à l'État le temps d'alerter les gens sur le risque et de donner des ordres d'évacuation.

En fin de compte, la tempête a causé environ 612 millions de dollars de dommages et au moins 5 morts dans l'État. Sans cette correction des prévisions, il est probable que de nombreuses autres vies auraient été perdues.

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Prédire le moment et la trajectoire des tempêtes est délicat et dépend de la même bande de spectre que les fournisseurs 5G convoitent.
Mais il est notoirement difficile de déterminer le moment et la trajectoire théoriques d'une tempête. La vapeur d'eau atmosphérique - un élément crucial dans les prévisions météorologiques et la modélisation du climat - libère principalement des rayonnements dans la bande de fréquences de 23,8 GHz. Lors d'une audience en 2021 devant le comité de la Chambre sur la science, l'espace et la technologie, David Lubar, chef de projet principal du groupe des systèmes civils de l'Aerospace Corporation, a décrit la surveillance de la vapeur d'eau comme « essayant d'entendre un murmure à San Francisco en se tenant à 500 à des kilomètres de San Diego.

Pour cette raison, la loi fédérale et les accords internationaux stipulent que la bande de fréquences 23,8 GHz doit être réservée aux seules observations des sciences de la Terre et de la radioastronomie. Les capteurs de certains systèmes satellitaires exploités par les grandes agences fédérales comme la National Atmospheric and Ocean Administration, ou NOAA, et la National Aeronautics and Space Administration, ou NASA, sont conçus pour capter ces signaux. Les interférences provenant de bandes de fréquences adjacentes, également appelées émissions « hors bande », préoccupent la communauté de la télédétection depuis un certain temps . Pour les capteurs satellites qui s'appuient sur des mesures incroyablement sensibles pour fournir des données de prévisions météorologiques précises, ce problème est amplifié.

Les scientifiques, cependant, se sont sentis exclus du processus décisionnel alors que la FCC continue de vendre aux enchères des bandes de fréquences proches à des fins commerciales.

"Le processus FCC est très complexe et déroutant pour la communauté scientifique, et la plupart des scientifiques n'ont pas les ressources à leur disposition ou ne préconisent pas un tel processus", a déclaré Bill Mahoney, directeur du laboratoire d'applications de recherche au National Center for Atmospheric Research. dans la même audience.

Mais il y a des choses que le gouvernement pourrait faire pour limiter les interférences dans la bande du spectre. À la suite d'une vente aux enchères en 2019 au cours de laquelle la FCC a délivré 2 904 licences commerciales pour utiliser la bande de spectre 24 GHz, la commission a proposé des limites sur les interférences du spectre. Mais ces normes d'émissions hors bande étaient nettement moins strictes que ce que la communauté scientifique avait préconisé.

En conséquence, les experts affirment que les interférences commerciales du spectre pourraient ramener la précision des prévisions météorologiques américaines à des niveaux jamais vus depuis les années 1970.

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Cette perte de précision des prévisions météorologiques pourrait également être très coûteuse. Alors que la vente aux enchères par la FCC en 2019 de la bande de fréquences 24 GHz a généré 2 milliards de dollars de revenus pour le Département du Trésor, les coûts liés aux intempéries pourraient être beaucoup plus élevés. Lors de l'audience de 2021, Mahoney a noté que les émissions hors bande dégradaient la précision des prévisions "pendant une période où notre pays est confronté à une augmentation significative des catastrophes météorologiques d'un milliard de dollars".

L'attribution commerciale du spectre étant susceptible de se poursuivre, certaines propositions ont été faites pour protéger l'exactitude des prévisions météorologiques malgré les interférences. Le gouvernement pourrait limiter les interférences dans la bande du spectre. Semblable à l'insonorisation d'un studio pour vous assurer de ne pas déranger vos voisins, les émissions « hors bande » peuvent être réduites. Lors de l'audience de 2021, Lubar a recommandé d'ajouter des dispositifs aux capteurs satellites qui "identifieraient la contamination par interférence, effectueraient des calculs importants sur le vaisseau spatial et signaleraient ces données afin qu'elles ne contaminent pas le processus météorologique en aval". Actuellement, cependant, aucun financement n'est alloué aux missions satellites conjointes de la NASA ou de la NOAA pour fournir un tel instrument.

Un plan d'atténuation du spectre sera probablement nécessaire car la FCC envisage de futures propositions pour partager plus de bandes. L'agence envisage notamment de partager la bande de fréquences 1675 à 1680 MHz . Il s'agit de la même bande utilisée par le satellite environnemental opérationnel géostationnaire de la NOAA pour fournir des informations météorologiques en temps réel, notamment pour les phénomènes météorologiques violents et les inondations.


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Bad Karma

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En a t-on vraiment besoin de cette 5G ? La 4G est suffisamment puissante pour l'utilisation de tous les jours. Et le Wi-Fi est de plus en plus répandu dans les lieux publics et établissement privés.
 

Grand Pa

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Je ne suis pas un fervent défenseur de la 5G parce que je ne suis même pas un gros consommateur de 4G. Mais au train où vont les choses notamment avec la réalité augmentée les flux de données vont être de plus en plus nombreux le volume de data transmises par les différents réseaux vont exploser, la 4G pourrait vite être submergées voir saturée.

La multiplication des objets connectés est la principale raison d'être de la 5G, au delà de sa vitesse c'est sa puissance d'interconnexion qui est la clé de son expansion: avec la 5G sur 1km2 on pourrait connecter près de 1 million de connexions... Il suffit de se balader dans les centre-ville des grandes mégalopoles pour s'apercevoir que ce chiffre est vite atteint.
 

Stéphane

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D'ailleurs à combien pourrait monter la densité de passants dans un centre ville ?
La densité d'habitants à Tokyo par exemple n'est pas loin de 10.000/km2, imaginons que chaque habitant possède 5 objets connectés (téléphone, montre, lunettes, console portable, appareil médical par exemple) on est loin des 1 millions d'objets au km2...

Donc la densité d'un centre ville d'une ville comme Tokyo ou New-York aux heures de pointes serait de combien ? Je ne trouve pas de chiffres...
 

Nicolas

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Tu parles de la densité d'habitants au km2 mais il faut regarder, comme tu le dis, les heures de "pointe" ou de bureaux dans un quartier d'affaire.
Imagine le nouveau WTC à New-York sur des dizaines et des dizaines d'étages... Sur 3000m2 au sol tu peux avoir 100.000 objets connectés minimum.
 
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