近日，Geophysical Research Letters在线发表了中国海洋大学的最新研究成果“Background Wind Speeds Outweigh Urban Heat Islands in Downwind Precipitation Enhancement by Cities”（背景风速对城市下风向降水增强的影响超过城市热岛效应）。该成果第一作者为海洋与大气学院2022级在读博士研究生丁明泽，通讯作者为郑小童教授，合作者包括波士顿大学李丹教授和伦敦大学学院孙挺教授。
在过去的200年里，全球人口增加了7倍，城市人口比例也从3%增加到了50%以上。城市化过程显著影响了局地气候，形成了城市特有的陆气耦合过程，并对局地以及周围的气象要素造成影响。特别是，已有大量研究证据表明城市地表的热岛效应以及高粗糙度会导致城市下风向区域的降水增加。该研究在全球尺度上提取了2001-2020年的跨城市风路（trans-urban wind path），并发现当城市热岛强度越大时，大规模城市的下风向降水加强现象却越不明显（图1A）。这是因为高热岛强度往往伴随着较弱的背景风速，而背景风速又与城市下风向降水增加呈现出较好的正相关关系（图1B）。该结果揭示了在城市下风向降水加强现象中，城市热动力因素与动力因素的竞争关系，并且背景风速相较于热岛强度作用更大。
背景风速的时空差异较好地解释了城市下风向降水加强现象在中高纬度区域比低纬度区域更明显，以及该现象在冬季比夏季更明显。此外，该研究考虑到了城乡的动量粗糙度差异，利用数值近似分析定性解释了城市下风向增加与背景风速的关系（图2）。同时，该研究也强调了该研究是基于月尺度降水的观测结果，背景风速与下风向降水加强在日尺度上的关系更为复杂，需要结合不同降水类型（比如对流降水或者锋面降水）进行进一步分析。
图1.城市下风向降水加强与热岛强度（A）与背景风速（B）的关系。
图2.不同背景风速下的低层大气辐合量（A）以及上下风向降水差异（B）。
发表文章列表：
Ding, M., X.-T. Zheng, D. Li, and T. Sun, 2025: Background Wind Speeds Outweigh Urban Heat Islands in Downwind Precipitation Enhancement by Cities. Geophysical Research Letters, 52, e2024GL114142.
文章链接：http://dx.doi.org/10.1029/2024GL114142