科学家揭示城市降水对不同城市发展规模的敏感性及其物理机制
2015/12/20 中科院之声

     对城市降水效应的研究一直存在争论，大致有两种不同的看法：其一认为城市对区域降水尤其是城市下风向地区降水存在促进作用；其二认为城市对区域降水存在抑制作用。近期，中国科学院大气物理研究所博士王君与研究员冯锦明、严中伟利用区域模式的模拟研究发现，区域降水对不同城市发展规模具有敏感性。

     该研究以北京7.21特大暴雨为例，设计了多组典型城市土地利用情景进行模拟对比分析，结果发现，早期小规模城市化导致的城市化效应使得城市下风向降水明显增加；然而，近期大规模城市化反而使得区域降水变化不太明显。研究表明：城市促进降水的正面机制如城市近地面增温、局地大气辐合和垂直运动增强等在早期小规模城市化效应中起主导作用；然而，当城市规模增加到一定程度以后，大面积不透水层覆盖导致地表蒸发受到很大抑制，使得大气不稳定能量显著减少，这在一定程度上抵消了城市化降水效应中正面机制的影响。研究还开展了多年的区域气候模拟(2001-2010，七月)，结果进一步印证了上述针对极端天气个例模拟的结论。

     城市降水效应的争议由来已久，该研究首次揭示了城市降水效应对城市发展规模具有敏感性，为解决相关争议进而更好地理解城市化的气候效应提供了新的认识。

     论文信息：Wang, J., J. M. Feng *, and Z. W. Yan, 2015: Potential sensitivity of warm season precipitation to urbanization extents: Modeling study in Beijing–Tianjin–Hebei urban agglomeration in China. J. Geophys. Res. Atmos., 120, 9408-9425, doi: 10.1002/2015JD023572.

    

     图1. 京津冀地区不同规模城市化引起的北京7.21暴雨降水变化的空间分布：(a)1980年代城市的模拟结果；(b)2009年城市的模拟结果。单位：毫米/小时。

    

     图2. 在不同城市土地利用情景下(无城市、1980年代、1990年代、2000年代、2009年城市以及未来可能的城市化)，模式模拟的北京7.21暴雨总降水量。蓝线：整个京津冀地区平均总降水量(左纵轴)；红线：北京地区平均总降水量(右纵轴)。

     来源：中国科学院大气物理研究所

    

    

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