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城市化对降水的影响是城市气候学的核心科学问题之一。中国过去几十年的快速城市化为这一研究提供了独特的天然实验室,但由于研究方法、数据来源和区域背景的差异,不同研究得出的结论往往难以直接比较。
近日,北京城市气象研究院联合清华大学、美国圣何塞州立大学等机构在 Urban Climate 期刊发表研究成果,通过系统梳理中国区域1980—2024年间262篇相关文献,构建了包含九项客观标准的城市降水效应研究质量评估框架,并对高质量观测研究进行了统一的定量化对比分析。
研究基于数据规格、空间覆盖与分辨率、城乡区分、风向考虑、城市热力效应、区域气溶胶背景、天气系统分类、局地地形背景等九项指标,将文献划分为AAA至ACB共六个质量等级。结果显示,三大城市群(京津冀、长三角、珠三角)集中了全部文献的77%。京津冀地区的高质量研究占比最高(AAA级占36.4%),其次为长三角和珠三角。

图1. 1980-2024年中国不同空间尺度城市化对降水影响研究分布
研究进一步从高质量观测研究中提取并标准化计算城市化对降水变化的贡献率。结果显示,城市化对总降水变化的贡献存在显著的南北梯度:京津冀区域为30.8%,长三角区域为32.4%,珠三角区域高达56.1%。对应核心城市的贡献率依次为北京18.6%、上海30.0%、广州34.2%。降水城乡差在城市尺度上远小于城市群尺度:北京、上海、广州的城乡差分别为0.4%、2.1%、1.1%/decade,而京津冀、长三角、珠三角区域尺度则分别达到7.1%、9.0%、13.4%/decade。

图2. 中国三大城市群城市化对降水定量影响示意图。Cu为城市对降水量变率的贡献。
研究同时指出了当前领域的主要不足:方法不一致导致跨研究对比困难,天气系统分类过于粗糙,物理机制分析缺乏对温度、风场和边界层结构的同步诊断,以及研究地域过度集中于超大城市,中小城市和不同气候区的研究严重匮乏。未来研究应着力发展更严谨的归因方法,量化热力、动力与气溶胶因子的相对贡献,融合高分辨率站网、雷达与遥感数据,并拓展至更多样化的城市形态与气候背景。
该研究为理解中国城市化对降水的影响提供了更为系统的基础数据和量化参照,也为城市气候适应、排水规划与海绵城市建设提供了科学依据。
【论文信息】
Ma, Wenyue, Dou, Jingjing*, Miao, Shiguang, Chen, Deliang*, Bornstein, Robert. (2026). An assessment of urbanization-induced precipitation changes in China. Urban Climate, 67, 102886. https://doi.org/10.1016/j.uclim.2026.102886