環境與生態

雜訊中見訊號

行動電信基地台的訊號有助於預測霧氣。

撰文/伯科威茲(Rachel Berkowitz)
翻譯/宋宜真

環境與生態

雜訊中見訊號

行動電信基地台的訊號有助於預測霧氣。

撰文/伯科威茲(Rachel Berkowitz)
翻譯/宋宜真


機場、碼頭和高速公路起霧,經常引發嚴重交通事故,造成重大損失。即時監控能見度可改善公共安全,為運輸部門節省數千萬美元。衛星、能見度感測器和肉眼觀測等傳統的霧氣偵測方法,在地面受制於低解析度、高成本或低靈敏度而效果不佳,然而監控地面的霧氣對交通安全最為關鍵。


現在,美國康乃爾大學的工程師大衛(Noam David)和高懷珠(H. Oliver Gao)開發了一種方法,利用行動電信基地台的訊號資料來檢測起霧的大氣條件。


行動通訊資料以微波型式在天線塔台之間傳輸。天氣會影響塔台接收的訊號強度,因此電信資料是低成本且連續的霧氣監控方式。


大衛和高懷珠採用此方法,提前一小時成功預測以色列特拉維夫附近長條形土地上的霧氣。研究人員找出微波訊號對應溫度和濕度的衰減模式,如果高層雲遮擋衛星訊號,他們根據霧滴衰減訊號的情況便可探測霧氣;這種方法還能區分地面霧和低層雲,是衛星無法做到的。研究成果發表在2018年1月的《地球物理研究期刊:大氣層》及8月的《自然災害》線上版。


手機遍及全球,大多數地區使用這種方法來預測霧氣不是問題。大衛說:「原則上,利用現有的基礎設施就已經能夠進行日常霧氣的早期偵測。系統資料可以即時接收,我們能夠設想出針對雲霧的短期預警系統。」他主張在世界各地進行嚴格測試,探查這套方法的使用限制。


這項研究證實霧氣形成前的細微條件是可偵測的。沒有參與此研究的美國加州大學聖巴巴拉分校環境科學家凱勒(Kelly Caylor)評論,這是「重要的一步。在先前認為的雜訊之中竟能找到這麼多訊號,令人驚奇和歡喜。」