近年来，全球变暖背景下极端天气多发频发，短时强降水、台风外围强对流等事件的突发性和局地性增强，对城市运行、农业生产与公众安全提出更高要求。
实际工作中，极端降水往往呈现“来得快、落点准、变化急”的特点，一旦监测与预报滞后，易造成预警偏晚、转移不及，带来次生灾害风险。
如何在更高时空分辨率上“看清云里水汽、捕捉风雨演变”，成为提升防灾减灾能力的关键问题之一。
问题在于，传统气象观测网络在一些区域仍存在覆盖不足、密度不均、更新频率有限等短板。
以利用全球导航卫星系统信号变化进行水汽监测的方式为例，虽能为强降水预报提供重要依据，但相关观测站点建设和维护成本较高，站网密度难以在短期内大幅提升，站点间距较大时，对局地突发的水汽快速增湿过程捕捉能力受限，影响对短时强降水落区和强度的提前研判。
与此同时，极端天气的“局地性”要求观测更细、数据更快，分钟级更新在某些场景下仍难以满足短临预警对快速迭代的需要。
造成这一难题的深层原因在于，大气水汽、风场等要素具有强烈的时空非均匀性，强对流与暴雨的触发常由边界层辐合、地形影响、海陆差异等共同作用，局地水汽输送和汇聚可能在很短时间内完成。
观测网络若不能同步加密和提速，模型同化与临近预报就可能出现“信息缺口”。
因此，需要在不显著增加成本的情况下，利用已有基础设施补齐观测空白、提高数据时效，形成与现有气象业务体系互补的新型观测能力。
在此背景下，南京信息工程大学智协飞教授团队、袁潮霞教授团队联合中国移动、中国气象局等单位开展试点工作，探索将5G基站“通信设施”转化为“气象感知节点”。
试点周期74天，约1700个5G基站通过其搭载的卫星导航相关能力获取信号变化数据，并按业务需求回传共享给气象部门，用于反演水汽等关键参数。
经试点验证，强降水预报精度最高提升80%。
相关研究人员介绍，卫星导航信号在穿过对流层时会产生与水汽含量相关的延迟变化，当云团水汽增多，信号延迟随之增大；据此可反演得到高频率的水汽信息，为降水临近预报提供更及时的数据支撑。
从影响看，5G基站参与气象观测带来的变化集中体现在“更密、更快、更细”。
一方面，数据采集与回传频率可显著提升，试点显示可达到毫秒级别，为快速滚动更新预报提供了条件；另一方面，预报落区定位精度得到提升，强降水位置的刻画由较粗的网格尺度进一步向更精细尺度逼近，使预警从“区县级提示”向“街道级提示”迈进成为可能。
试点团队还对典型个例过程进行了对比分析，在融合5G基站反演水汽数据与传统数据后，相关降水预报结果与实况更为接近，显示出在复杂天气过程中的应用潜力。
对策层面，这一探索提供了可复制、可扩展的路径：在不大规模新建站点的前提下，充分复用通信基础设施和既有网络资源，将“广覆盖”的基站网络转化为“广域观测”的数据通道，通过标准化接口与数据共享机制，与现有地面观测、雷达、卫星、数值模式形成融合体系。
与此同时，随着数据密度与频率提升，数据质量控制、同化方法优化、业务流程再造也需同步推进，确保“数据能用、好用、用得稳”。
此外，围绕风场等关键要素的实时预测，相关团队提出并验证深度学习框架，尝试实现提前5—30分钟的三维风场短临预测，为强对流监测预警提供另一类补充信息，显示出“通信+气象+算法”协同创新的方向。
前景方面，我国5G基站规模庞大、覆盖广泛，具备成为“低成本高密度气象感知网络”的现实基础。
若在更大范围内实现规范化接入与业务化应用，可形成高时空分辨率的大气水汽分布产品，提高局地极端天气识别与预警的及时性，进而为城市内涝防范、山洪地质灾害预警、台风暴雨过程监测、重大活动气象保障等提供更有力支撑。
相关成果已在行业赛事中获得认可，下一步仍需在跨区域推广、稳定运行、标准体系建设和安全合规等方面持续完善，并推动更多场景的试运行与评估，为形成更具韧性的气象灾害防御体系积累经验。
从通信设施到气象哨兵,5G基站的跨界应用展现了科技创新的巨大潜力。
这项成果不仅为提升极端天气预报能力开辟了新路径,更启示我们:充分挖掘现有基础设施的多元价值,推动跨领域技术融合,往往能够以较小投入撬动更大的社会效益。
在气候变化挑战日益严峻的今天,这样的创新探索对于完善防灾减灾体系、保障人民生命财产安全具有深远意义。
未来,随着技术的持续优化和应用范围的拓展,这一创新模式有望在更广阔的领域发挥作用,为建设韧性社会提供更加坚实的科技支撑。