MEMO

Att mäta regn med mikrovågslänkar

Mikrovågslänkar är en viktig del av de operativa telekommunikationsnätens basinfrastruktur. I princip skickar mikrovågslänkar hela tiden en signal mellan två master genom nedre atmosfären. Regndropparna dämpar signalen, och dämpningen är proportionell mot regnets intensitet. Det här ger möjlighet att mäta regnintensitet, och potentiellt även andra variabler, med hjälp av dessa nätverk.
Regnmätning med hjälp av mikrovågslänkar kan ha flera fördelar. Det stora antalet länkar ger en möjlighet att mäta på många fler platser, speciellt i städer och i områden där radartäckning saknas. Eftersom nätverken är operativa kan mätningarna ske med mycket hög tidsupplösning och nära realtid. Utifrån dessa kan mer detaljerade nederbördskartor skapas för att visa pågående regn, vilket visualiseras ovan.

Miljöövervakning med mobiltelefonnät vid SMHI

Potentialen att mäta regn och andra variabler ledde fram till ett gemensamt pilotprojekt mellan SMHI, Ericsson och Hi3G Sweden som började år 2015 med fokus på Göteborg. Detta var startpunkten för utvecklingen av SMHI:s algoritm för miljöövervakning med hjälp av mobiltelefonnät (Microwave-based Environmental Monitoring, MEMO ®), som ligger till grund för visualiseringen ovan. Mätningar har skett från Hi3G:s nät i och kring Göteborg sedan dess, och använts till att beräkna regnintensitet med en minuts upplösning baserat på rådata med 10 sekunders upplösning från mer än 350 mikrovågslänkar. Från dessa data skapas regnintensitetskartor med hjälp av rumslig interpolation över centrala Göteborg med 500×500 meters upplösning. I efterföljande projekt har arbetet expanderat till andra områden, till exempel Stockholm och tillämpningar i Rwanda.

Vad visar resultaten?

Resultaten från pilotprojektet i Göteborg visar att mikrovågslänkar ger flera fördelar jämfört med konventionella nederbördsmätningar som väderradar och stationer.

• Mer komplett rumslig täckning. 350 länkar, mot 11 operationella stationer i Göteborg.
• Högre tidsupplösning. En minut för länkarna, mot 15 minuter för SMHIs operationella stationer och radar.
• Högre rumslig upplösning, speciellt i urbana miljöer. 0,25 kvadratkilometer för länkarna, mot 4 kvadratkilometer för SMHIs operationella radar.
• Mätning nära marken. Väderradar kan ibland missa nederbörden från låga moln, eller mäta nederbörd som avdunstar innan den når marken.
• Högfrekvent mätning, var 10e sekund. Det minskar risken att missa snabba förlopp, som är kortare än 15minuter till exempel.
• Bättre representation av regnets tidsdynamik och intensiva regn.