Sia nei sistemi di allerta precoce delle inondazioni che in agricoltura, le misurazioni delle precipitazioni sono di grande importanza. Però, mancano dati precisi per molte regioni del mondo a causa del fatto che le misurazioni complete sono state finora troppo costose. Questo potrebbe cambiare con un nuovo metodo che ha appena superato la sua prova pratica. I ricercatori del KIT (Karlsruhe Institute of Technology) e dell'Università di Augsburg sono riusciti a utilizzare la rete commerciale di collegamento a microonde (CML) gestita da fornitori di reti mobili per misurazioni delle precipitazioni in tutta la Germania. Questa nuova tecnologia è ora pianificata per essere utilizzata in Africa occidentale. Il team ha pubblicato i risultati sulle riviste scientifiche Hydrology e Earth System Sciences e Atmospheric Measurement Techniques.

La pioggia può compromettere notevolmente le prestazioni di una rete mobile. Ma un fenomeno che può causare grattacapi alle società di telecomunicazioni è un colpo di fortuna per la ricerca meteorologica:"Abbiamo sviluppato un metodo completamente nuovo per la misurazione della pioggia da questa interazione tra eventi meteorologici e tecnologia umana, " afferma il professor Harald Kunstmann dell'Istituto di meteorologia e ricerca sul clima—Ricerca ambientale atmosferica (IMK-IFU), il cosiddetto Campus Alpin di KIT. "Se è presente una rete commerciale di collegamento a microonde (CML), non abbiamo bisogno di una nuova infrastruttura né di personale di terra aggiuntivo." Insieme agli scienziati dell'Università di Augusta, il suo team del KIT è ora riuscito a eseguire la prima misurazione delle precipitazioni in tutta la Germania con il nuovo metodo:sono stati in grado di derivare mappe delle precipitazioni con un'elevata risoluzione temporale in base all'attenuazione delle CML tra diverse migliaia di antenne di telefonia mobile causata dalle precipitazioni. "Un confronto con le misurazioni del servizio meteorologico tedesco mostra che abbiamo raggiunto un alto grado di correlazione, " spiega Maximilian Graf, membro del gruppo di ricerca.

Precisione migliorata grazie all'intelligenza artificiale (AI)

Le precipitazioni potrebbero essere determinate grazie alle antenne CML installate sulle antenne di telefonia mobile per la trasmissione del segnale su lunghe distanze. "Qui viene utilizzata una frequenza da 15 a 40 gigahertz. La sua lunghezza d'onda corrisponde alla dimensione tipica delle gocce di pioggia, " spiega il dottor Christian Chwala che coordina questo lavoro di ricerca presso l'Università di Augusta. "L'aumento delle precipitazioni indebolisce il segnale che le antenne radio usano per scambiare informazioni. Oltre un anno, abbiamo misurato l'attenuazione di corrente ottenuta da 4, 000 CML con una risoluzione temporale di 1 minuto. Il set di dati risultante è unico per risoluzione e dimensioni enormi".

Uso pianificato in Africa occidentale

Per la Germania, però, il metodo funziona principalmente in primavera, estate, e cadere. "Questo perché nevischio e pioggia gelata causano un'attenuazione maggiore rispetto alle precipitazioni liquide, e la neve non può essere affatto misurata con la rete CML, " spiega Harald Kunstmann. Attualmente sono in corso diversi progetti in cui i ricercatori misureranno le precipitazioni utilizzando le LMC, con un focus particolare sulla Germania, in collaborazione con il Servizio Meteorologico Tedesco e l'Ufficio per l'Ambiente dello stato della Sassonia. Nel corso dell'estate, ulteriori progetti partiranno nella Repubblica Ceca e in Burkina Faso, dove verrà istituita per la prima volta in Africa una raccolta nazionale di dati LMC.