de.wedoany.com-Bericht: Der Meteorologische Dienst der Provinz Zhejiang hat gemeinsam mit Zhejiang Mobile als erster in China die Echtzeit-Wasserdampfdaten des Beidou-GNSS von 5G-Basisstationen für die Kurzzeitvorhersage von Starkregen genutzt, wodurch die Genauigkeit der Kurzzeit-Niederschlagsvorhersage um bis zu 80 % gesteigert wurde. Diese innovative Methode wurde bereits beim diesjährigen Taifun „Bavi“ (Stärke 9) in der Praxis eingesetzt. Durch dieses Modell werden Kommunikationsmasten zu intelligenten Wetterbeobachtungsstationen umfunktioniert, was wertvolle Vorwarnzeit für den Taifunschutz gewinnt.
Extremwetterereignisse treten weltweit immer häufiger auf. Lokale, plötzliche Starkregenfälle und kurzzeitige Unwetter sind besonders zerstörerisch, weshalb präzise und schnelle Kurzzeitvorhersagen für den Katastrophenschutz entscheidend sind. Die herkömmliche Überwachung des atmosphärischen Wasserdampfs stützt sich hauptsächlich auf spezielle GNSS-Wasserdampf-Beobachtungsstationen, die durch den Empfang von Navigationssatellitensignalen den atmosphärischen Wasserdampfgehalt ableiten, um Niederschlagstrends zu beurteilen. Der Bau spezieller Beobachtungsstationen ist jedoch teuer, die Standorte sind spärlich und die räumliche Abdeckung unzureichend, sodass kleinräumige, plötzliche Extremniederschläge schwer zu erfassen sind. Dies führt zu Warnlücken und kann den Anforderungen eines detaillierten Katastrophenschutzes während der Taifunsaison nicht gerecht werden.
Im Rahmen des routinemäßigen Datenaustauschs und der operativen Zusammenarbeit mit den Wetterbehörden entdeckte das technische Team von Zhejiang Mobile den zusätzlichen meteorologischen Beobachtungswert von 5G-Basisstationen. Die zahlreichen 5G-Basisstationen in der gesamten Provinz sind standardmäßig mit dem hochpräzisen Beidou-GNSS-Zeitsynchronisationssystem ausgestattet und besitzen ein natürliches Potenzial zur Erfassung des atmosphärischen Wasserdampfs. Wenn sich Wasserdampf in den darüber liegenden Wolken ansammelt, erhöht sich gleichzeitig die Übertragungsverzögerung der Satellitensignale beim Durchqueren der Atmosphäre. Durch die Analyse der Verzögerungsänderungen der GNSS-Signale der Basisstationen können die Techniker präzise die gesamte atmosphärische Wasserdampfmenge in der Region ableiten. Durch die Integration von Daten aus Wetterradar, Wettersatelliten, Bodenbeobachtungen und numerischen Vorhersagemodellen können sie dann detailliert die genauen Einzugsgebiete, Niederschlagsmengen und die mögliche Vorwarnzeit für kurzzeitige Starkregen, Taifunregen und schwere Konvektionswetterlagen bestimmen.
Im Vergleich zu herkömmlichen speziellen Beobachtungsstationen benötigen die integrierten „Wasserdampf-Beobachtungsstationen“ der 5G-Kommunikationsbasisstationen keine großflächigen Hardware-Umbauten, sondern nutzen direkt die vorhandenen, dichten Kommunikationsnetzressourcen. Sie bieten eine größere Abdeckung, eine schnellere Datenaktualisierung und können mit einer höheren räumlich-zeitlichen Auflösung Karten der atmosphärischen Wasserdampfverteilung im gesamten Gebiet erstellen. Dies löst effektiv die Branchenprobleme der begrenzten Standorte und hohen Kosten herkömmlicher Beobachtungsstationen, verringert die Überwachungslücken für lokale Extremwetterereignisse erheblich und ermöglicht frühere und genauere Warnungen vor Starkregen und schwerer Konvektion.
Seit 2025 hat Zhejiang Mobile gemeinsam mit dem Chinesischen Wetterdienst weltweit erstmals ein spezielles Pilotprojekt zur präzisen Wettervorhersage auf Basis von 5G-Basisstationen gestartet und das Modell „Kommunikationsmast als Wasserdampf-Beobachtungsstation“ entwickelt. Derzeit liefern bereits mehrere hundert Basisstationen in der Provinz routinemäßig GNSS-Echtzeit-Wasserdampfbeobachtungsdaten. Im nächsten Schritt wird Zhejiang Mobile diese Technologie auf Basis der über 185.000 5G-Basisstationen in der Provinz weiter ausbauen und fördern, um die massiven Kommunikationsmasten zu verteilten meteorologischen Beobachtungsknotenpunkten aufzurüsten.
Diese Technologie wird auch auf die Fähigkeit zur „Winderkennung“ ausgeweitet. In Zukunft werden bodengestützte Wetterbeobachtungen, Satellitenfernerkundung, Radarechos und Hintergrunddaten numerischer Modelle integriert. Mithilfe von KI-Modellen werden die Gesetzmäßigkeiten des Wassertransports, die Struktur der atmosphärischen Grenzschicht und die Entwicklung von Windfeldern tiefgehend erlernt, um hochpräzise, detaillierte Windfelddaten zu generieren. Diese neuen Windfeldprodukte werden die Erkennungslücke von bodennahen Windfeldern bei klarem Himmel schließen und Datenunterstützung für Szenarien wie die Sicherheitskontrolle von Tiefflügen, die Vorhersage von Potenzial für schwere Konvektion, Warnungen vor Seitenwind auf Straßen und die Risikokontrolle von Stadtwinden bieten. Damit werden die vielfältigen Anwendungen der digitalen Infrastruktur im Katastrophenschutz und im sicheren Stadtbetrieb erweitert.
Bei den Abwehrmaßnahmen gegen den Taifun „Bavi“ wurde das Wasserdampf-Beobachtungssystem der Basisstationen bereits in der Praxis eingesetzt. Mit seiner höheren Genauigkeit bei der Niederschlagsvorhersage half es den verschiedenen Regionen, Hochwasserschutzmaßnahmen wie Entwässerung, Evakuierung und Personenverlegung frühzeitig zu planen und so den Modernisierungsgrad des Hochwasser- und Taifunschutzes in Zhejiang durch die digitale Kommunikationsinfrastruktur zu erhöhen.
