Tecnologia 5G Pode Arruinar Previsões Meteorológicas?

Dependemos dos ténues sinais do vapor de água para fazer previsões meteorológicas, mas os cientistas alertam que, se não tivermos cuidado, a tecnologia 5G pode sufocar alguns destes sinais.

Monday, December 9, 2019,
Por Alejandra Borunda
Os satélites têm instrumentos que medem a quantidade de vapor de água na atmosfera – informações ...
Os satélites têm instrumentos que medem a quantidade de vapor de água na atmosfera – informações cruciais para fazer previsões meteorológicas com exatidão. Estes instrumentos medem o vapor de água em diferentes "bandas" do espectro eletromagnético; nesta imagem, os instrumentos do satélite GOES-16 medem os sinais infravermelhos do vapor de água.
Fotografia de NOAA, NESDIS Center for Satellite Applications and Research

Em 2012, o furacão Sandy fustigou a Costa Leste dos EUA pairando sobre a região de Nova Iorque durante vários dias, com chuvas torrenciais que inundaram comunidades inteiras, destruíram infraestruturas e ceifaram mais de 100 vidas.

Os efeitos devastadores podiam ter sido piores se não fossem as previsões detalhadas sobre a forma como a tempestade iria evoluir ao longo do seu trajeto – previsões partilhadas pelos cientistas com as equipas de gestão de emergências muito antes de a tempestade atingir o solo.

A ciência que suporta as previsões meteorológicas melhorou bastante ao longo das últimas décadas, extraindo cada vez mais informações dos dados recolhidos na superfície da Terra, e na atmosfera, através de instrumentos montados em satélites que orbitam o nosso planeta. Isto resulta em previsões cada vez mais sofisticadas, de longo alcance e muito detalhadas.

Mas os cientistas alertam que esta precisão meteorológica, que encaramos como um dado adquirido, pode ter os seus dias contados. A capacidade de prever com fiabilidade o estado do tempo pode sofrer um retrocesso de 40 anos e as importantes ferramentas de previsão podem ficar seriamente degradadas.

As tecnologias de telecomunicações, como a Internet 5G, precisam de espaço no espectro eletromagnético, espaço que abrange todos os tipos de radiação eletromagnética, incluindo micro-ondas, infravermelhos, ultravioleta, raios-x e gama. Atualmente, este espaço começa a escassear e muitas das informações que alimentam os sofisticados modelos meteorológicos têm origem em algumas das zonas do espectro que as empresas de telecomunicações querem usar para as novas tecnologias.

"É como uma espécie de edifício de apartamentos", explica Jordan Gerth, cientista atmosférico na Universidade de Wisconsin. "Existe uma expetativa geral de que as pessoas no edifício façam pouco barulho. Mas no espectro temos a nossa aplicação meteorológica, as nossas aplicações científicas e outras que exigem um ambiente muito silencioso e um espaço adjacente tranquilo. Só que os sinais de telecomunicações são geralmente muito ruidosos e suscetíveis de fugas que ocupam espaços que não lhes pertencem.”

"É o mesmo que tentar gerir um jardim de infância com crianças que precisam de dormir uma sesta, mas que fica ao lado de um bar movimentado. Pode existir uma parede entre ambos, mas o ruído acaba por se propagar.”

Durante o mês passado, delegados de vários países e grupos comerciais reuniram-se na Conferência Mundial de Radiocomunicações para debater o quão rigorosamente se deve proteger as “bandas” do espectro eletromagnético que são cruciais para a previsão do tempo – por outras palavras, a quantidade de ruído que vão deixar passar do bar para o jardim de infância.

No fim da conferência chegaram a uma decisão que alguns cientistas – incluindo Jim Bridenstine, administrador da NASA – dizem poder vir a degradar perigosamente as previsões, talvez até de forma irreparável.

O que está em jogo
Uma das bandas cruciais, diz William Blackwell, cientista e engenheiro atmosférico no MIT, ronda os 23.8 GHz. O vapor de água é absorvido nessa faixa de micro-ondas, deixando para trás um sinal ténue que consegue ser lido pelos instrumentos dos satélites que observam essa zona de micro-ondas do espectro. Mas agora, as empresas de telecomunicações estão interessadas em usar partes do espectro que ficam muito próximas deste sinal do vapor de água.

O espectro eletromagnético é como a água de um rio: atinge o seu limite. Parte da água é necessária para manter um habitat saudável, tal como é necessário parte do espectro para fazer previsões do tempo. Mas grande parte do que resta do espectro já foi alocada a vários tipos diferentes de comunicações sem fios – GPS, navegação por rádio, controlos de satélite, telecomunicações e muito mais. Portanto, a demanda pelo espaço que resta é muito elevada.

"A razão pela qual estamos neste impasse deve-se sobretudo aos telemóveis, como o que tenho no bolso", diz Tom Ackerman, cientista atmosférico na Universidade de Washington.

Antigamente, os utilizadores de telecomunicações eram mantidos longe das bandas necessárias para os trabalhos meteorológicos e científicos.

“Mas estamos a ficar sem espaço imobiliário neste espectro”, diz Tom. “Antigamente, coexistíamos de forma pacífica, mas agora o espaço está lotado.”

No início deste ano, a Comissão Federal de Comunicações (FCC) dos EUA leiloou parte do espectro de micro-ondas que fica perto da zona dos 23.8 GHz, a frequência dos sinais de vapor de água. As empresas, ansiosas para acederem a este novo espaço, licitaram mais de 2 mil milhões de dólares.

Antes do leilão, Jim Bridenstine, administrador da NASA, alertou que a interferência – ou transbordo do poderoso sinal 5G para os sinais do vapor de água na faixa dos 23.8 GHz – poderia degradar a qualidade das previsões até níveis nunca antes observados na era das micro-ondas que surgiu em meados da década de 1970.

O vice-administrador interino da Administração Atmosférica e Nacional (NOAA), Neil Jacobs, disse a um comité do congresso norte-americano que a atividade das telecomunicações nas zonas próximas deste espectro poderia degradar a precisão das previsões em 30%, e limitar o tempo das previsões de furacões para 2 ou 3 dias de antecedência.

Vários cientistas pediram limitações muito restritas sobre o quão "ruidosas" devem ser as emissões perto desta banda – pedindo para se respeitar o que a Organização Mundial de Meteorologia tinha sugerido, um limite de -42 watts decibéis (números negativos representam limitações mais fortes). Em vez disso, a FCC decidiu usar um limite de -20 watts decibéis.

Na Conferência Mundial de Radiocomunicações de novembro, as decisões apontaram para valores intermédios. A interferência, decidida pelas pessoas no poder, poderia ser de -33 watts decibéis até 2027, altura em que os limites se fortaleceriam levemente para os -39 watts decibéis.

É melhor do que o proposto pela FCC, diz Gerth, mas ainda está longe do pretendido. "Este não é um daqueles problemas que vai desaparecer.”

O principal grupo comercial da indústria sem fios dos EUA, a Cellular Telecommunications and Internet Association (CTIA), discorda. O seu vice-presidente executivo, Brad Gillen, fez uma publicação online onde dizia que as análises da NOAA e da NASA se baseavam no instrumento sonoro de micro-ondas errado e, se considerassem os dispositivos mais sofisticados, o problema desapareceria. Mas a NOAA, a NASA e a Marinha dos EUA discordam.

Os estudos internos da NOAA e da NASA que analisam este problema em particular ainda não foram revelados publicamente; portanto, os cientistas climáticos ainda não conseguem avaliar diretamente estas alegações.

Os satélites mudaram as previsões meteorológicas
Há cerca de 100 anos, as previsões meteorológicas partiam sobretudo de pressupostos bem informados. Os padrões das nuvens e a sensação do vento podiam oferecer pistas sobre o que a atmosfera ia fazer durante as horas seguintes, mas olhar para além disso era impossível. Hoje, os cientistas conseguem antever mais de uma semana e fazer previsões sólidas sobre o que esperar: chuva, neve, sol, furacões.

As fundações dos sistemas de previsão meteorológica que conhecemos atualmente foram estabelecidas por cientistas na década de 1970. Foi quando desenvolveram modelos de computador que descreviam a física complicada que controla a forma como o ar flui pela atmosfera. E quanto mais aprofundavam os detalhes da física, mais a qualidade das previsões aumentava.

Mas também descobriram que a atmosfera tinha as suas irregularidades. Para prever o que iria acontecer com o clima, precisavam de saber exatamente quais eram as condições meteorológicas: a física só funcionava se tivessem uma compreensão realmente aprofundada sobre o que estava a acontecer e onde.

Cientistas e engenheiros de todo o mundo reconheceram que precisavam de obter os melhores dados possíveis sobre o estado atual da atmosfera, algo que poderia melhorar as previsões.

Foram feitos cada vez mais esforços no desenvolvimento de instrumentos que conseguissem mapear com precisão toda a extensão tridimensional da atmosfera – para saber com exatidão a temperatura do ar, desde a superfície até à estratosfera, e a quantidade de vapor de água que passava pelas secções inferiores e superiores da atmosfera, fosse nos EUA, na Indonésia ou no meio do oceano.

Um dos desenvolvimentos críticos passava por descobrir exatamente a quantidade e posição do vapor de água. Para fazer isso, os cientistas basearam-se no facto de o vapor de água absorver radiação eletromagnética em diversas frequências diferentes.

Com as melhorias feitas nas observações de satélite, a precisão das previsões meteorológicas também aumentou. As previsões de 5 dias da atualidade são tão precisas quanto as de 1 dia que eram feitas no início dos anos 1980.

Mais recentemente, as observações de muitos dos instrumentos que fazem as leituras de micro-ondas, montados em vários satélites que orbitam o planeta, tornaram-se ainda mais valiosas para os meteorologistas. Na última década, as investigações do Centro Europeu de Previsão do Tempo a Médio Prazo (ECMWF, considerada a principal agência de previsão meteorológica do mundo) mostram que os dados das frequências de micro-ondas desempenham um papel fundamental nas previsões a curto prazo, fornecendo cerca de 20% das informações críticas para os modelos de previsão.

Mesmo que a parte do espectro utilizada para a previsão do tempo seja completamente protegida – e William Blackwell do MIT não está convencido de que seja – existem muito mais bandas cruciais para a previsão do tempo que estão sob ameaça de invasões semelhantes.

“Está a acontecer o mesmo com outras partes do espectro", diz William. “O espectro 5G está a afetar outras bandas no território espectral. E isso vai ser problemático."
 

Este artigo foi publicado originalmente em inglês no site nationalgeographic.com

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