城市既可以呼风唤雨，也能让雨停下
环球科学约 3 分钟撰文 | 达明·派因（Damien Pine）
混凝土丛林（指高楼林立、人口密集的现代化城市）既可以呼风唤雨，也能让雨停下，全程不用念上一句童谣式咒语。近日，一项针对美国得克萨斯州4座城市4万场强降雨风暴的研究表明，城市景观会以不同方式作用于不同类型的风暴。这有助于解释为什么城市有时比周边地区降雨更多，有时却更少。这项研究还有望提高城市降雨预报的准确性，尤其有助于预测那些可能引发洪涝等灾害的极端风暴。
为了探明这些规律，美国科罗拉多矿业大学的水文气候学家睢鑫昕（这项研究的第一作者）和同事仔细分析了长达23年的高分辨率雷达数据。他们依据每场风暴的形态、强度等特征，将一场场风暴逐一分离、归类。睢鑫昕指出，不同于雨量计测得的降雨数据或卫星图像，多源雷达可以对降雨强度进行三维测绘，让科学家能够“捕捉到整场风暴的完整结构”。相关研究已发表于《自然》（Nature）杂志。
研究人员发现，短时局地风暴在城市中更为频繁，带来的降雨量也更大，在夜间和工作日尤为如此。这种现象与城市热量的动态变化有关。与周边地区相比，城市中混凝土等表面会吸收并储存更多太阳热量，使城市温度更高，进而增强风暴。而在工作日，工作场所和通勤车辆产生的大气颗粒物，有助于形成更多可引发风暴的云层。
冷空气侵入暖空气区域时形成的冷锋风暴，在经过城市时会大幅减弱。原因可能是城市中排列密集、高低错落的建筑群，犹如一道道参差不齐的温热“尖刺”，会扰动并加热冷空气。
事实上，冷暖气团之间的温差，为能够形成风暴的上升气流提供了动力。而城市建筑对冷气团的扰动和加热，会缩小两个气团的温差，从而抑制风暴活动。相比之下，暖空气移动至冷空气区域时形成的暖锋降雨，往往来自绵延、广阔的云层。这些云层受高低错落城市建筑的影响不大，但城市热量可能会使其略微增强。
降雨量最大、强度最高的降雨通常来自热带天气系统，即在海洋上生成的风暴，包括飓风。城市不会影响这类风暴的强度或发生频率，但有可能改变它们的结构，使更多降雨落到地面。不过，研究人员目前还不清楚背后的原因。
美国佐治亚理工学院的何伊伊（未参与这项研究）从事极端天气下的城市规划研究。她表示，研究这些差异很重要，因为“不同类型的风暴会以截然不同的方式给城市系统带来压力”。热带天气系统带来的降雨往往持续时间较长，容易造成大范围洪涝；而局地风暴则更可能引发突发性山洪。
气候变化正在加剧恶劣天气事件，也在推高城市地区的洪涝风险。而全球大部分人口都居住在城市，因此了解风暴类型与城市基础设施之间的关联变得愈发重要。何伊伊表示，将风暴类型纳入城市气候模型，“可以大幅提升我们今后预判洪涝灾害的能力，”从而帮助我们建设更具韧性的城市。
本文节选自《环球科学》2026年9月刊前沿栏目。
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