北京及其周边地区是我国快速发展的城市群之一。上世纪80年以后北京城市化突飞猛进:1984年三环路通车,1990年四环路建设,2003年五环路全线通车,到现在的六环路建设,北京市中心城区从约60km2发展到目前的约300km2。“城市热岛”强度有随城市化进程逐渐增强的趋势,但城市化进程对降水影响的研究并不多见。
中国科学院大气物理研究所王喜全副研究员,以1980年为分界点将北京城市化进程分成1961~1980年的城市化缓慢期和1981~2000年的城市化快速期两个时期,利用北京地区14个标准气象站40年的降水量资料,研究了城市化进程对北京地区降水的影响。研究发现,城市化缓慢期与快速期的降水分布格局几乎没有变化。北京地区冬季降水有减少的趋势,而且南北部地区减少的幅度有显著差别。在城市化缓慢期,南部降水较多,北部降水偏少;城市化快速期,相对降水量分布正好相反。随着城市规模的扩大,北京冬季“城市热岛”效应增强,城市化缓慢期冬季的“城市湿岛”转变为城市化快速期的“城市干岛”,这一转变加速了云下的蒸发过程,使城区及南部地区的地面降水相对减少。
“随着北京城区的扩大,北京地区未来冬季降水分布南低北高的趋势将更加明显。”王喜全指出,“我们的研究是统计性的研究,其结论对北京地区的情况具有可推论性”。北京冬季降水量只占全年降水的10%~15%,对北京总体水资源分布的影响并不是很大。但是,随着城市规模的扩大以及人口的增长,北京的城市供水及工农业用水出现逐年紧张的状况,成为北京及周边地区发展的制约因素。
“在华北干旱化的趋势下,北京地区降水减少是必然的。”中科院研究生院地球科学学院华丽娟博士告诉记者,“夏季是北京的雨季,可能对于降水变化更有指针作用。城市水循环过程是影响工业发展必须考虑的问题,这不仅包括了降水过程,还包括诸如下垫面蒸散发、水分贮存能力、径流量变化等”。