地球科学：都市吸引雷暴来

美国普林斯顿大学的科学家发现，当夏季的雷暴雨遇到了都市，会变得更猛烈：不仅雷击更频繁、而且降水更多。

普林斯顿大学工程与应用科学学院的科学家Alexandros A. Ntelekos与其同事，以2004年七月发生在美国东岸马兰州的巴尔地摩市（Baltimore）的强劲雷暴雨（thunderstorm）为例子、并佐以数值模式来说明都市化对雷暴雨强度与演化的影响，此研究结果已在8月初的NSF-ERC MIRTHE研讨会[一]中发表，相关论文正在审稿中。

2004年七月在巴尔地摩市（Baltimore）经历的雷暴雨，其强度号称两百年罕见。观测资料显示，每平方公就有1.31次的落雷出现，在短短的两个小时内，已经打完全年的平均雷击次数。落雷的地点集中在巴尔地摩市的西缘及南方的华盛顿特区（Washington, D.C.），似乎是城市能将闪电吸引过来。而落雷密度与暴洪（flash flood[二]）产生的机率有关。Ntelekos et al.的模拟结果指出，如果巴尔地摩市没有任何建筑物，暴风雨在这里下的雨量可以少30%。除此之外，邻近的都市也会影响雷暴雨的形成：比如，这个在巴尔地摩肆虐的雷暴，他们的研究发现是孕育於经过南方的华盛顿特区後，而被搅动的气团。

究竟雷暴如何被都市环境改变呢？一般认为有三个可能的机制：
一为城市热岛效应（urban heat islands）--城市中的气温明显高外围郊区的现象。通常热岛效应可能提供热使小型雷暴成长为中型，但是Ntelekos et al.认为在他们的研究中，因为风速较强缓和了温度，使得热岛效应并不明显。

二为城市高楼效应（urban canopy）--城市大楼的高度与分会改变雷暴的低层风场，因为大楼的存在会增加风阻、带来空气垂直方向的流动，而增强降水。Ntelekos et al.发现这是控制2004巴尔地摩雷暴的重要因子。

三为城市气悬粒子（urban aerosols）--由工厂与汽机车排放的颗粒性化学物质。一般认为高的粒子浓度会抑制降水，但是，Ntelekos et al.却抱持相反的看法。未来Ntelekos的研究团队，将以纽约市的雷暴来研究气悬粒子所扮演的角色。

参考论文：
Ntelekos, A. A., J.A. Smith and W.F. Krajewski, Climatological anlyses of thunderstorms and flash floods in the Baltimore metropolitan region, Journal of Hydrometeorology, 8(1), 88-101,2007

参考来源：

* Sciencedaily: Cities Incite Thunderstorms, Researchers Find