城市化对温度的影响相对来说是众所周知的:城市通常比周围的农村地区要暖和得多。这被称为城市热岛效应。很少有人知道的是，城市热岛有一个类似的孪生对手重要后果:城市降水异常，当城市发展的存在明显地影响着一个地区的降雨量。
在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)发表的一项新研究中，德克萨斯大学奥斯汀分校(University of Texas at Austin)的研究人员在全球1056个城市寻找降水异常的证据，发现其中60%以上的城市比周边农村地区降水更多。在某些情况下，差异可能是显著的。例如，研究人员发现，休斯敦平均每年的降雨量将比周围的农村地区多近5英寸。
这可能会产生广泛的影响，其中最严重的是在人口密集的城市地区加剧山洪暴发。
城市降雨的变化是科学家们几十年前就已经知道的事情，但从来没有在全球范围内。该研究的作者、科克雷尔工程学院的博士生隋欣欣说，以前的研究只关注某些城市和风暴案例。在这篇论文中，她和其他研究人员研究了来自卫星和雷达系统的降水数据集，研究了这1056个城市2001年至2020年的日降水异常情况。
“总的来说，我们发现60%以上的全球城市(比周围的农村)降雨量更多。然后我们比较了不同的气候带，发现如果当地气候更热，更湿润，那么与凉爽干燥地区的城市相比，它可能会有更大的降雨异常。”
除休斯顿外，降水异常最大的大城市还包括越南胡志明市;马来西亚吉隆坡;拉各斯,尼日利亚;以及迈阿密-劳德代尔堡-西棕榈滩大都会区。
研究报告的作者Dev Niyogi是杰克逊地球科学学院和科克雷尔工程学院的教授，他解释说，城市地区倾向于从一个地方收集雨水，并将其集中在另一个地方，就像海绵被挤压一样。
“如果你捏一下海绵的一部分，水就会从一侧更有力地流下来，”他说。“海绵里的水量是一样的，但因为现在你有了这种动态挤压大气的能力，你就有了更大的能力把水从那个地方抽出来。”
虽然不太常见，但一些城市地区的降雨量实际上比周围的农村地区要少。这种情况通常发生在位于山谷和低地的城市，那里的降水模式受附近山脉的控制。这种现象最明显的城市包括西雅图、华盛顿;日本京都;以及印度尼西亚的雅加达。
大多数城市的降雨量比农村地区多，有几个原因。研究报告的合著者、杰克逊学院的梁阳教授说，一个关键因素是高层建筑的存在，它们阻挡或减缓了风速。这导致空气向市中心聚集。
“这些建筑通过减缓风进一步加强了这种融合，导致空气更强的向上运动。这种上升运动促进了水蒸气的凝结和云的形成，这是产生降雨和降水的关键条件。”
研究人员发现，与其他环境和城市化因素相比，人口与城市降水异常的相关性最大。Niyogi说，这是因为人口的增加通常会导致城市地区更密集、更高，同时会产生更多的温室气体排放，从而导致更明显的高温。
杨说，这一现象对所有即将面临未来气候变化的城市都有影响，他描述了城市降雨机会的增加以及构成城市环境的不透水表面如何成为山洪暴发的一个原因。
杨说:“结合这两个因素意味着我们必须开发创新的方法来应对山洪暴发。”
佐治亚大学教授马歇尔·谢泼德也是一位作家。美国宇航局资助了这项研究。
