夏季风暴通常更频繁、更强烈、更持久根据对8个城市及其周边地区的最新详细观察，污染主要集中在城市而不是农村地区。研究结果可能会改变城市规划者应对城市洪水的方式，尤其是在城市面积扩大和气候变化改变全球天气模式的情况下。
这项新研究发现，在城市及其边界地区形成的风暴比周边地区更多，大城市比小城市更容易降雨。这项研究发表在《地球的未来》杂志上，这是一本开放获取的AGU期刊，发表关于我们这个星球及其居民的过去、现在和未来的跨学科研究。
“预计未来几十年，城市人口会越来越多，规模也会扩大，”洛桑大学(University of Lausanne)大气科学家、该研究的主要作者Herminia Torelló-Sentelles说。“能够量化城市洪水风险对于城市规划和设计城市排水系统非常重要。”
降雨效应在单个城市的研究中有报道，但新的研究寻找了多个城市的趋势和差异。Torelló-Sentelles说，城市降雨模式的差异凸显了继续研究全球城市风暴活动的必要性。
有些风暴像洒水车一样均匀降雨，而另一些风暴则像消防水带一样集中降雨。这项新研究发现，城市可以把风暴变成消防水管，在小城市地区倾盆大雨，而不是将雨水分散到更大的地区。如果城市基础设施无法应对洪水，这些集中降雨会加剧洪水风险。
与农村地区相比，大多数城市正在产生更多类似消防水带的风暴。城市也比周围环境产生更多的风暴，大城市比小城市产生更强的风暴。
“当你考虑洪水风险时，重要的不仅仅是降雨强度。这也是它在太空中的分布方式，”Torelló-Sentelles说。“如果非常大的降雨量落在非常小的区域，可能会导致城市地区的排水系统崩溃。”
Torelló-Sentelles说，有几个因素可能导致城市风暴的产生和加剧。城市通常比其凉爽、潮湿和植被密集的环境更温暖，这可能导致空气被吸引到城市并上升。这些温暖的、上升的空气随后在城市中心上空凝结成雨云。
当空气在山脉上空上升，在山顶产生雨云时，风暴也经常形成。就像迷你山脉一样，城市的天际线可以为气团的上升和风暴的形成创造有利的环境。
“你可以把城市想象成一个障碍，”Torelló-Sentelles说。“当风暴向它移动时，它周围的空气就会被抬升。”
悬浮在城市上空大气中的气溶胶污染也可能增加或抑制降雨。
研究人员使用了欧洲和美国8个城市(意大利米兰;柏林,德国;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;亚特兰大,乔治亚州;以及印第安纳州的印第安纳波利斯)来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，但都位于相对平坦的地区，远离大型水体——这些因素可能影响当地的降雨模式。
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、平均强度、最大强度和面积。
他们发现，总的来说，与附近的农村地区相比，在城市及其边界形成的风暴更多。风暴通常在城市中心或柏林和伯明翰等城市边缘地区最为强烈。大城市的降雨强度大于小城市:在小城市，降雨强度从0.9%增加到3.4%，而在大城市，与外围地区相比，降雨强度从5.2%增加到11%。一些城市在一天中的特定时间也有更高的降雨强度。
降雨在空间上也更加集中在城市地区，最多可达15%。与均匀分布的降雨相比，密集的降雨会给城市水管理系统带来更大的负担。
越来越大的城市地区可能会产生和放大比周围环境更多的风暴，即使气候变化继续加剧全球风暴。城市增长和气候变化的综合影响可能会给城市雨水系统带来压力，导致更频繁、更严重的洪水。
虽然研究人员在所有城市都发现了一些一致的趋势，但每个城市都以独特的方式改变了降雨模式。例如，虽然大多数城市的暴风雨比周边地区的降雨更强，但柏林和夏洛特的降雨更分散。在亚特兰大，风暴在白天加剧最多，而伯明翰的风暴只在夜间加剧。与其他六个被研究的城市不同，柏林和凤凰城的城市上空没有比周边地区更多的风暴。
Torelló-Sentelles表示，这些结果突出了对包括更多城市在内的个别城市规划策略和研究的必要性。随着气候变化和世界城市化，各个城市将需要制定自己的适应和减缓战略。
她说:“我们需要研究更广泛的城市，这样我们才能总结研究结果，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，我们仍然需要更多地研究这些过程。”
