Европейский центр среднесрочных прогнозов погоды (ECMWF) совершил прорыв в области численного прогнозирования погоды, впервые в мире начав ассимилировать данные облачного радара в свою глобальную операционную систему. Источником данных стал спутник EarthCARE (Earth Clouds, Aerosols and Radiation Explorer) — совместная миссия Европейского космического агентства (ESA) и Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA).

Это новаторское достижение знаменует собой первый случай, когда какой-либо операционный прогностический центр в мире использует наблюдения облачного радара непосредственно в своей системе ассимиляции данных.

На борту спутника EarthCARE, запущенного в мае 2024 года, установлен радар для профилирования облаков (Cloud Profiling Radar, CPR), который предоставляет беспрецедентный по детализации вид вертикальной структуры облаков и осадков по всему миру. В отличие от традиционных спутниковых данных, радар и лидар дают прямую информацию о том, как устроены облака по высоте, что особенно важно для динамически активных погодных систем, где облака сильно влияют на нагрев атмосферы, радиацию и процессы осаждения.

Хотя некоторая информация о структуре облаков уже несколько лет поступала от микроволновых радиометров и спутниковых зондов, включение данных EarthCARE в операционную систему ECMWF знаменует качественно новый этап.

Флориан Паппенбергер, генеральный директор ECMWF, подчеркнул: «Это первая в мире операционная ассимиляция наблюдений облачного радара любым прогностическим центром. Новые данные с радара профилирования облаков совместной миссии ESA-JAXA EarthCARE — это решающий шаг к снижению неопределённостей в том, как облака влияют на погоду. Международное сотрудничество всегда было в основе EarthCARE».

Система ассимиляции данных ECMWF теперь интегрирует наблюдения CPR в свою Интегрированную систему прогнозирования (Integrated Forecasting System, IFS). Эти данные предоставляют детальные ограничения для облачных процессов, позволяя учёным определять:

Особую ценность представляет доплеровский радар на борту EarthCARE, который впервые позволяет спутнику не просто показывать, где находится лёд в облаках, но и измерять скорость его падения.

«Как физика облаков меня больше всего волнует доплеровский радар — впервые у нас есть спутник, который может сказать нам не только где находится лёд, но и как быстро он падает, — отметила Ребекка Мюррей-Уотсон, учёный ECMWF, работающая с данными EarthCARE. — Именно такая информация двигает вперёд разработку моделей погоды следующего поколения».

Девять месяцев тестирования показали положительный эффект на краткосрочные и среднесрочные прогнозы, особенно в отношении полей влажности и ветра. Наиболее заметные улучшения наблюдаются в Южном полушарии.

Наибольшее влияние данных EarthCARE отмечается в прогнозах ветра. Это связано с так называемым «эффектом трассера» — облачные наблюдения помогают более точно позиционировать воздушные массы в модели, улучшая крупномасштабную динамику атмосферы, которая лежит в основе всех прогнозов.

EarthCARE уже предоставил уникальные данные в реальных экстремальных условиях. В сентябре 2025 года спутник пролетел прямо над глазом урагана Умберто, впервые получив из космоса данные о вертикальном движении ветра, дождя и снега внутри стенки глаза урагана. Эти наблюдения помогают учёным ECMWF улучшать представление облачных процессов в модели и делать прогнозы более реалистичными.

«Улучшенное понимание физических процессов в конечном итоге поможет и климатическим прогнозам, которые делаются в широком климатическом сообществе», — добавила Мюррей-Уотсон.

Внедрение данных EarthCARE знаменует важную веху в использовании активных спутниковых наблюдений в численном прогнозировании погоды. Новые возможности дополняют существующую практику ECMWF по ассимиляции микроволновых наблюдений на всех небесных условиях и открывают путь для будущего использования передовых технологий профилирования облаков в операционных прогностических системах.

Марк Филдинг, руководитель проекта по ассимиляции EarthCARE в ECMWF, отметил: «Внедрение наблюдений облачного радара, раскрывающих вертикальные профили облаков и дождя, в IFS — это захватывающее новое достижение для прогнозирования погоды. EarthCARE изначально не проектировался для операционного прогнозирования, поэтому реализация этого дополнительного преимущества — настоящий бонус в дополнение к научному пониманию, которое дают новые наблюдения».