近日，我院杨英宝教授课题组联合英国纽卡斯尔大学Hayley Fowler教授研究团队，在城市化对强降水影响分析方面开展了综合研究，在Nature 旗下地球科学类TOP期刊《Communications Earth & Environment》在线发表了最新研究成果“Assessing the consistent and divergent impacts of urbanization on heavy rainfall in Chinese urban agglomerations”。
一、研究背景
在全球变暖和快速城市化的背景下，研究城市化对极端降水的影响对于促进可持续城市发展至关重要。城市化通过改变热力条件、气动特性和云微物理过程等方式，对降水模式产生显著影响，尤其是对极端降水事件。这种影响在不同地区表现出显著的区域差异。例如，长江三角洲（YRD）和珠江三角洲（PRD）等湿润地区的城市化加剧了极端降水强度，而北京-天津-河北（BTH）等大陆性气候地区则未发现城市化对极端降水有显著影响。此外，城市化对极端降水的影响还存在时间尺度上的差异，例如在湿润地区，三小时尺度上的极端降水增加幅度大于日尺度。因此，深入研究城市化对极端降水的影响，对于制定针对性的城市灾害缓解政策具有重要意义。
二、研究方法
研究方法包括：（1）定义极端降水强度阈值，使用1979-2000年雨季（5-9月）的80%，85%，90%，95%分位数作为阈值，计算每年各强度等级的强降水总量；（2）动态划分城市与非城市区域，基于GUB数据对每个网格进行动态分类；（3）将城市群内的降水网格根据GAIA数据的不透水表面比例细分为四个等级，以评估不同城市化水平对极端降水的影响；（4）计算城市化效应，通过比较城市和农村区域的降水趋势差异来量化城市化对极端降水的影响。
三、研究结果
研究发现，城市化对极端降水的影响在不同城市群和城市之间表现出显著的区域差异。在长江三角洲和珠江三角洲，城市化显著加剧了极端降水强度，尤其是在3小时尺度上，城市区域的极端降水增加幅度大于农村区域。而在北京-天津-河北地区，城市化对极端降水的影响不显著，甚至在某些情况下，农村区域的降水增加趋势大于城市区域。进一步分析表明，城市化对极端降水的影响在不同时间尺度上也存在差异。在湿润地区，3小时尺度上的极端降水对城市化的响应更为敏感。此外，城市化还改变了极端降水的日变化趋势，这种变化在不同地区表现出显著的区域差异。例如，在BTH地区，城市化对夜间降水的增加贡献更大，而在PRD地区，城市化则加剧了白天的极端降水。研究还发现，城市化对极端降水的影响在城市内部也存在空间异质性。在YRD和PRD的城市中，高不透水表面覆盖区域（如城市核心区域）的极端降水增加趋势更为显著。此外，沿海城市的极端降水增加趋势更为显著，这可能与海洋提供的充足水汽和城市热岛效应共同作用有关。
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