日前,中国移动浙江公司联合中国气象局完成全球首次利用5G基站进行气象精准预报的试点验证,开创性地实现“通信塔即水汽观测站”。这项突破性技术可有效解决传统气象水汽观测站点位有限、成本高昂的痛点,推动天气预报准确率显著提升。
近年来,在全球变暖的大背景下,极端降水在中国北方发生频率增加约30%,这给当地群众的生命财产安全带来了巨大的危害。专家普遍认为,未来中东部尤其是华北、西南部分区域将维持暖湿化趋势,并可能经历阶性强降水高峰。
如何提升强降雨天气预报的准确率?由于强降雨天气通常由中小尺度的对流系统引起,具有“空间尺度小、生命史短、突发性强”的特点,因此提高局部强降雨预报的准确率一直是气象行业的挑战难题。
据了解,当前我国采用了通过水汽观测站收集GNSS系统(全球导航卫星系统)卫星信号变化数据,分析水汽含量等大气关键参数,得出强降雨预报情况。但水汽观测站建设成本高,覆盖率偏低,目前全国仅有2300余个,且站点间距大,难以捕捉局部地区突发极端天气。

专业水汽观测站
“我们通过实验测试发现,通过5G基站自带的GNSS系统也可以用于大气水汽含量的估算,GNSS信号时延的长短与基站上空云团的水汽含量的高低直接相关,当云团水汽含量变多时,时延就会变大,因此,基于5G基站信号时延反演水汽含量,就可以得出预报的关键数据。”浙江移动网络部技术专家王科钻介绍。“中国移动有百万级5G基站,覆盖广泛,每一座5G基站就相当于GNSS/MET水汽观测站,通过激活这些‘水汽观测站’获取的水汽数据规模更大,时效更强,无需改造就可直接复用,可大幅节约水汽观测站的建设成本,得出高时空分辨率的大气水汽分布,有助于提高局部极端天气的精准预报能力、提升灾害预警的及时性,有望在抗灾减灾方面发挥重要作用。”
据了解,此次中国气象局与浙江移动共同开展的试点工作取得了重大突破,试验周期为74天,1700个5G基站GNSS系统获取的卫星信号变化数据回传共享给气象部门,用于反演水汽数据,经验证,降雨量预测精度最高可以提升80%。
气象研究人员对比分析了2025年5月8日浙江短时强降雨、2024年10月台风“康妮”的过程,融合5G基站GNSS ZTD 水汽数据和传统数据的预报结果,其降水预报结果与实况最为接近。经验证,基于5G基站GNSS的气象短临精准预报的数据采集回传频率可提升至100毫秒/次,远超传统水汽观测站为分钟级;强降水位置定位精度从27km×27km精确至1km×1km,定位从区县级到街道级,强降水范围和位置预报更精准。
气象专家认为,尽管通信基站所处环境复杂,但将通信基站数据与气象局数据融合后,观测点数量大幅增加,为数值模式提供了更丰富、更密集、覆盖区域更广的对流层水汽信息,为改进高分辨率数值预报结果奠定了重要基础。
后续,中国移动将联合中国气象局、南京信息工程大学探索水汽导风技术应用(借助卫星水汽通道反演大气风场技术),填补 “晴空风”的气象预报空白,推动GNSS数据在气象灾害研判上发挥更大价值。


通过舟山强降雨天气的水汽预测试验,证明同化后强降水范围和位置预报更好,强降水漏报区域得到了改善。









































