城市形态如何影响风暴发生频次和位置

不断增长的城市人口和适应这些人口的独特战略导致了全球不同的城市发展模式。虽然当地证据表明降雨异常中存在城市特征，但对降雨如何应对全球不同的城市发展模式的了解有限。在这里，我们揭示了全球1790个内陆城市在极端降雨暴露方面的差异，这归因于它们各自的城市发展模式。经历紧凑发展的城市往往会看到市区极端降雨频率比农村环境增加更多，而发展分散的城市极端降雨频率的异常减少。对流允许的模拟进一步表明，紧凑的城市足迹导致更明显的城乡热对比和空气动力学扰动。这是对城市发展模式的不同降雨反应的直接原因。我们的分析提供了关于城市一级减轻新出现的气候相关危害的优先事项和潜力的重要见解，特别是对于经历快速城市化的国家。 城市人口的快速增长刺激了全球范围内的城市扩张，导致了超出城市边界的多部门环境变化。城市扩张的一个突出影响是陆地表面的热力学（如反照率、比热容）和空气动力学（如表面粗糙度）特性的变化，以及云形成的微观物理成分（如人为气溶胶）的浓度。这些变化在空间和时间上对降雨模式产生了明显的影响，随后对城市地区洪水等与水有关的潜在危害产生了明显影响。 对城市引起的降雨异常的预测性理解，无论是规模还是位置，仍然是挑战性的。这主要是由于城市的变异性质，包括大小、形状和地理环境（例如，在陆地/水边界和复杂地形附近），以及降雨变化对天气力、背景气候，和城市气溶胶的微观物理特性的复杂依赖性。此外，城市在建筑物和道路等城市元素在空间上以横向维度组织的方式上有所不同，称为城市足迹。由于世界范围内正在出现的城市群,城市足迹的空间差异已变得显着,但在理解城市引起的降雨异常时尚未考虑到这一点。 城市足迹的对比是不同城市发展历史和战略的结果。例如，以高效土地利用为前提的紧凑型城市发展模式导致城市集约化，并将城市要素聚集成一个集群。相比之下，分散城市发展模式的城市足迹，也称为“城市蔓延”，包括分散的居住区和将城市要素分解为多个集群。不同的城市发展模式与环境（如能源消耗、二氧化碳排放）和社会可持续性（如主观幸福感）之间的协同作用受到了相当大的关注。然而，人们对不同城市发展模式在改变极端降雨和由此产生的洪水风险方面的作用知之甚少，尤其是在全球城市处于不同发展水平的情况下。