根据对八个城市及其周边地区的最新观察，夏季风暴在城市地区的发生频率和强度通常高于农村地区。这项研究的发现可能会影响城市规划者在应对城市洪水时的策略，尤其是在城市扩张和气候变化影响全球天气模式的背景下。
研究表明，城市及其边界地区的风暴数量多于周边地区，而大城市的降雨现象更为显著。这项研究已发表在《地球的未来》期刊上。
“预计未来几十年，城市人口将持续增长，城市规模也将扩大，”洛桑大学的气象学家、该研究的主要作者Herminia Torelló-Sentelles表示。“量化城市洪水风险对于城市规划和排水系统设计至关重要。”
虽然已有研究探讨了单个城市的降雨效应，但本研究则关注多个城市的趋势和差异。Torelló-Sentelles指出，城市降雨模式的差异强调了继续研究全球城市风暴活动的必要性。
席卷城市
某些风暴像洒水车一样均匀降雨，而另一些则像消防水带一样集中降雨。研究发现，城市能够将风暴转化为集中降雨的形式，导致小城市地区出现强降雨，而不是将雨水分散到更广泛的区域。如果城市基础设施无法应对洪水，这种集中降雨将加剧洪水风险。
与农村地区相比，大多数城市产生的风暴更像消防水带。城市的风暴数量也高于周围环境，而大城市的风暴强度更大。
“在考虑洪水风险时，降雨强度并不是唯一重要的因素，降雨在空间上的分布同样关键，”Torelló-Sentelles说。“如果大量降雨集中在小区域，可能会导致城市排水系统的崩溃。”
Torelló-Sentelles指出，多个因素可能导致城市风暴的形成和加剧。城市通常比周围环境更温暖，这可能导致空气被吸引到城市并上升，形成雨云。
当空气在山脉上空上升并形成雨云时，风暴也常常出现。城市的天际线如同迷你山脉，为气团的上升和风暴的形成提供了有利条件。
“可以将城市视为一种障碍，”Torelló-Sentelles说。“当风暴接近时，周围的空气会被抬升。”
悬浮在城市上空的气溶胶污染物也可能影响降雨的强度。
研究人员分析了欧洲和美国的八个城市（意大利米兰、德国柏林、英国伦敦和伯明翰、亚利桑那州凤凰城、北卡罗来纳州夏洛特市、乔治亚州亚特兰大以及印第安纳州印第安纳波利斯），以追踪城市及其周边地区夏季风暴的形成和强度。这些城市在规模、气候和城市形态上各不相同，但均位于相对平坦的地区，远离可能影响降雨模式的大型水体。
研究人员跟踪了城市内外及其边界的风暴形成和演变，确定了每次风暴的平均方向、强度、最大强度和覆盖面积。
总体而言，城市及其边界的风暴数量多于附近的农村地区。风暴通常在城市中心或如柏林和伯明翰等城市的边缘地区最为强烈。大城市的降雨强度高于小城市：在小城市，降雨强度从0.9%增加到3.4%，而在大城市，降雨强度从5.2%增加到11%。某些城市在一天中的特定时间也表现出更高的降雨强度。
降雨在城市地区的空间分布也更加集中，最高可达15%。与均匀分布的降雨相比，密集降雨对城市水管理系统的压力更大。
强风暴增加了城市洪水的风险
不断扩大的城市地区可能会产生和放大比周围环境更多的风暴，即使气候变化持续加剧全球风暴。城市增长与气候变化的综合影响可能会对城市雨水系统造成压力，导致更频繁和更严重的洪水。
尽管研究人员在所有城市中发现了一些一致的趋势，但每个城市的降雨模式变化各具特色。例如，虽然大多数城市的风暴降雨强度高于周边地区，但柏林和夏洛特的降雨则更为分散。在亚特兰大，风暴在白天最为强烈，而伯明翰的风暴则主要在夜间加剧。与其他六个研究城市不同，柏林和凤凰城的城市上空并没有比周边地区更多的风暴。
Torelló-Sentelles表示，这些结果强调了需要针对更多城市制定个别城市规划策略和研究。随着气候变化和全球城市化，各个城市需要制定适应和减缓的战略。
她说：“我们需要研究更广泛的城市，以便总结研究结果，并确定哪些城市特征对城市降雨调节潜力的影响最大。驱动城市降雨的机制非常复杂，我们仍需深入研究这些过程。”
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