文摘
本研究着重于分析降水趋势超过6印度城市夏季季风(6)覆盖1951 - 2007年期间也试图调查可能城市迫使和动力学通过检查逆风的降水变化和顺风的方向。分析显示负趋势雨天的总数在海德拉巴(−10.4%),坎普尔(−7.1%),斋浦尔(−10.5%),和那格浦尔(−4.8%)和积极的趋势在德里(7.4%)和班加罗尔(22.9%)。另一方面,减少−21.3%,−5.9%,−14.2%,和季节性降雨−14.6%发现在德里,海德拉巴,斋普尔和坎普尔,分别,而班加罗尔和那格浦尔显示增加65.8%和13.5%。较小的降雨和雨天,连同大多下降趋势,在顺风方向的城市可能意味着一个城市影响降水的增加人为排放由于城市的扩张和人口的增加。然而,大降水的时空变异性和缺乏统计学意义在绝大多数安全趋势不允许提取的结论关于aerosol-precipitation交互在印度城市。
1。介绍
降雨是一个关键的物理过程,从大气中传输水回到地球表面和链接天气、气候和水文循环(1,2]。尤其是印度,降水有严重的区域气候的重要性,一年生作物,粮食,和当地经济,因此,分析降水的长期趋势是许多研究的主题3- - - - - -5]。Duhan和Pandey5]分析了102年的降水记录在印度中部中央邦()建立spatial-averaged−2.59%的递减趋势,最大减少~−12%,但只有3的45站年降水量表现出显著的减少趋势。然而,明显的时空差异之间的观察45站季节性的基础上。表面分析,100年的降水观测在印度建议平均季风降雨没有明显改变,但在全国几个地方表现出增加的趋势在暴雨(> 70 mm /天)在夏季季风季节(6]。此外,极端降雨的增加(> 120 mm /天)事件在印度夏季风(ISM)尤为明显在过去50年(7]。极端降水事件分析,马利克et al。8)表示,ISM展品典型不同的模式在2000年与1951 - 2000年,极端降雨事件调整的程度和频率的增加和适度的下降。相比之下,Guhathakurtha et al。9]指出季风雨天的频率减少的趋势在这个国家的大部分地区通过检查极端降水事件的变化在印度期间1901 - 2005。同样,短跑等。10)发现明显降低中度和低频率的雨天在印度在过去的半个世纪。在剧情简介,降水波动在印度世纪基本上是随机的,没有系统的年度或季节性规模的变化检测(11]。
Basistha et al。4]指出在印度降水波动的主要原因,包括全球和/或区域气候变化意味着削弱季风循环,土地利用土地覆盖变化(LULC)对应于森林覆盖和增加灌溉农业,减少人为气溶胶的增加趋势和污染水平。Bawiskar [12]分析了六十年(1948 - 2007)的日常温度和风力数据集在premonsoon季节(高于3)和观察到显著降低温度梯度之间的印度大陆及邻近的海洋区域由于全球变暖。这种下降趋势直接影响动能和气旋环流区,可以削弱低对流层的季风环流。另一方面,罗森菲尔德(13]表明,城市气溶胶和人为污染可能会减少,甚至消失,降水云的温度−10°C的上衣在适度对流的情况下,虽然他们可能支持重降水的发生更多的对流和潮湿的环境中。气溶胶粒子从自然和人为来源的因素,可能有助于增强对印度变暖和降水再分配(14,15]。
大气气溶胶可能影响降水通过直接、半直接和间接影响太阳辐射和云。前者主要行为抑制降水减少ground-reaching太阳辐射的数量,和,因此,减少了热蒸发水和激励对流雨云可用性。第二个定义为碳质气溶胶的吸收能力强,大气吸收太阳辐射和热量,导致对流层较低的稳定和抑制对流云层。除了这些影响,气溶胶微观物理学的也可以有重要影响云和降水通过他们影响云滴成核(间接影响),影响云,云的反照率,和降水16,17]。人为气溶胶作为云凝结核小(CCN),这可能会减缓云滴聚结的冰降水和延长在云水转化为沉淀所需的时间(18]。Givati和罗森菲尔德19)量化微观物理学的空气污染物对降水的影响在一个区域范围内,发现地形降水的减少15 - 25%的顺风方向污染源。同样,罗森菲尔德等。20.空气污染)突出的作用在丘陵地区水资源的损失,建议在降水减少30 - 50%在群山朦胧的条件。Borys et al。21,22冬季降水)提供证据抑制地形云由于大气污染物浓度增加CCN导致较小的云滴的形成。造成大小减少下降,下降速度和小数量的降雪。此外,罗森菲尔德等。23)表明,气溶胶浓度的增加超过一个阈值会减少对流云团的活力,因为两个直接和间接的微观物理学的影响。另一方面,一些研究[24- - - - - -26)建议减少ground-reaching太阳辐射、蒸发,白天温度在污染严重的地区由于fog-like霾的形成与人为污染物增加有关。然而,任何气溶胶与降水之间的关系建立在印度是一个真正的挑战,因为环境气象条件的变化,在动力学季风变化,和土地覆盖和归一化植被指数(NDVI)也会影响降水27- - - - - -31日]。另一方面,一些研究[32- - - - - -35)观察到的反向影响,降水与气溶胶的增强。
此外,土地利用变化影响几个大气特性和过程,如边界层动力学(36],对流[37),中尺度发行量(38),云属性(39),和降水40- - - - - -42]。城市化进程的重大影响降水的时空模式也强调了在文献[43- - - - - -45]。印度已经见证了人口的爆炸性增长(03亿年在1950年到10.4亿年的2002年)伴随着控制城市化过去五年。人口增长主要是发现在城市地区由于大规模的农村人口迁移。在城市地区,自然景观被人工修改表面施工,更能够储存太阳能,并将其转化为显热导致的温度增加(城市热岛,(46,47])与周围的环境。考夫曼et al。48]分析了珠江三角洲城市化所带来的影响,中国,并建议~多增加300%在城市地区,这与降雨量的减少导致干燥的冬天密切相关。这方面,李et al。49)提出了一个重要的削弱ISM由于表面反照率的增加和降低表面粗糙度。建模同一个作者的调查表明,季风环流和降水影响生物圈的主要修改在印度次大陆,主要由表面能量平衡改变,行星边界层运动领域,水分收敛,和水文循环。最近,Kishtawal et al。50)发现了一个显著的增加趋势在城市地区暴雨的频率在印度季风季节期间,这个增加的趋势在加快城市化的地区变得更加明显。
在目前的研究中,我们分析了长期(1951 - 2007)变化和降水趋势(降雨量和雨天的数量)/ 6印度城市(即德里,海德拉巴,班加罗尔,坎普尔,那格浦尔,和斋浦尔)。为了检查可能的城市气溶胶污染迫使降水数量和趋势,分析已经完成的逆风和顺风方向每个城市多雨的季风(6)期间。此外,大量的文献调查和讨论提供了可能的联系的长期降水趋势增加人为气溶胶和LULC变化在城市中心。
2。选择网站和气候学
六个城市地区在印度不同地区被认为是分析(图1(一))。除了土地利用变化、地形特征、气象条件,选择城市网站关于季风爆发存在巨大差异,如图1 (b)。这个图显示了热带辐合带(ITCZ)向北转移在夏季季风季节。风来自西南地区(西北地区除外),而季风降雨影响主要(6月初)的印度地区和东南部7月底已经影响到整个地区除了西北地区(塔尔沙漠和印度Trans-Himalaya)。详细信息气候学、土地利用和印度不同区域的具体特点可以在拉马钱德兰和Cherian51]。为了定性评估城市迫使降水变化,逆风和顺风像素在六个城市选择基于主导季风表面风流(表1)。印度网站位于摘要(海德拉巴,那格浦尔,班加罗尔)是受西南季风流(阿拉伯海分支;参见图1 (b)),而其余的网站(德里、斋普尔和坎普尔)主要是受到孟加拉湾分支和占主导地位的表面风从东南东方向(图1 (b))。
(一)
(b)
2.1。德里
新德里是印度的首都,位于该国的北部(28.38°N, 77.12°E, 218美国手语)。最大的小型工业中心和主要的商业中心在印度北部。城市人口密集,大量的汽车,因此添加附加荷载的工业和城市排放,除了沙尘传输premonsoon和季风期间(52]。面积monsoon-influenced亚热带的气候大变化在冬季和夏季气温和降水量季节。盛行风主要是东风,向北和向西北夏季期间(53]。
2.2。海德拉巴
海德拉巴(17.47°N, 78.42°E, 547美国手语)在印度是第五大城市~ 550万居民,也被认为是作为一个污染最严重的,因为人口增长和人为活动相关观察到在过去的几十年。人口(1981 - 91)的十年增长39.7%的增长率为24.2%。因此,交通密度增加的贡献~ 75%的空气污染来源在海德拉巴(54]。此外,沙尘在premonsoon和季风,作物残渣燃烧在秋天,和森林火灾今年干旱时期影响大气中在海德拉巴(55- - - - - -57]。该地区半干旱的气候总降雨量700毫米~主要发生在雨季(6)强西南气流的影响。
2.3。班加罗尔
班加罗尔(12.58°N, 77.38°E, 920美国手语)位于德干高原南部的印度,这是受到阿拉伯海和孟加拉湾。由于其高海拔,班加罗尔通常喜欢有益健康的气候全年,虽然狂热浪在夏季会让生活非常不舒服。最酷的月1月平均温度低15.1°C和最热的一个月是4月平均高温33.6°C。班加罗尔接收来自东北和西南季风降雨和潮湿的月9月,10月和8月(58]。气候的区域划分为四个季节的季节性干旱的热带草原气候。
2.4。坎普尔
坎普尔(26.28°N, 80.24°E, 142美国手语)位于中央印度河-恒河平原的一部分,是在印度污染最严重的城市之一59]。它的特点是一个非常炎热的夏季和寒冷的冬天;在夏季的温度上升到40°C和冬天跌破0°C。坎普尔是印度9日最多的城市非常拥挤,拥挤和气溶胶高水平(60]。
2.5。斋浦尔
斋浦尔,拉贾斯坦邦州的首都(26.53°N, 75.50°E, 432美国手语)位于印度西北部(接近塔尔沙漠),是全国发展最快的城市之一。该地区的气候非常炎热潮湿的夏季和寒冷的冬季,而气溶胶的沙漠起源主导(61年]。在月这三个季风月份有频繁的暴雨和雷暴,但洪水并不常见。11月到2月的冬季温和宜人,平均气温在15—18°C范围和湿度。然而,偶尔有冷空气南下,导致温度接近冰点。季风通常在7月的第三周开始,但是这个领域没有经验的雨天由于其半干旱气候。
2.6。那格浦尔
那格浦尔市(21.09°N, 79.09°, 310美国手语)位于印度中部被分类在干燥或semihumid全年气候除了6月这三个季风月份(62年]。气候目击者4 - 6月期间天气很热,在冬天温度徘徊在12°C,有时,甚至向下为零。降雨是由西南季风。平均年降雨量1000毫米和1300毫米之间,季风期间收到的约80%。
3所示。数据和方法
每日降雨量网格数据空间分辨率从印度气象部门(IMD)使用(63年]。IMD产品使用计1803站的数据来估计累积降雨量24小时结束塔利班)是(03:00 UTC)期间1951 - 2007。IMD使用谢泼德(64年)插值技术对网格数据从个人站在印度次大陆(6.5°N 37.5°N, 66.5°E 101.5°E)。在这种方法中,插入值计算的加权和观察。更具体地说,对于一个给定的网格点,搜索距离被定义为从这一点到某一站的距离,而插值仅限于半径的影响。搜索距离大于或等于半径的影响,网格点的值被分配一个失踪的代码在没有站位于这个距离。更多细节IMD网格降水数据集描述了其他地方(63年]。在目前的工作中,我们使用的网格点6城市中心和降雨数据从车站顺风、逆风的方向,基于表面的气候学风向在多雨的季风季节。应该注意的是,占主导地位的表面风流动可能区分干旱季风期间,作为响应的异常压力模式(65年),而不被认为是在分析。逆风和顺风网格在整个研究期间保持不变(表1),这可能影响降雨量和趋势。因此,对于一个更详细的分析,除了更高的空间分辨率网格在城市地区,逆风和下风向地区必须考虑到日常地面风流动。此外,网格每日在印度地区的降雨资料进行分析识别雨天的数量每年在选定的电台和逆风和顺风的方向。雨天是被注意上面的降雨值和天降雨值“0”被认为是多雨的。在任何网格点降水的变化取决于大规模动态和地区/当地迫使。因此,高分辨率降水数据集,如阿佛洛狄忒(和分辨率),可能更有效地捕获降水波动的变化在当地排放和LULC变化(66年]。定性比较两个网格数据库(IMD和阿佛洛狄忒)最近由Krishnan et al。67年),发现一个总体满意的协议有关的空间分布趋势在夏季降水率在印度季风环流季节周期1951 - 2007。我们也指出气溶胶数据不可用在这种类似于阿佛洛狄忒的高空间分辨率数据集。
4所示。结果
4.1。地区季风气象学
ISM的特点是西南低对流层风影响大部分的印度次大陆及邻近的海洋区域从6月到9月的降水在整个南亚的主要来源。这个系统是一个大规模的循环模式的一部分,发展以应对温暖的亚洲大陆之间的热梯度在印度洋北部和冷却器在南方。中心低压系统的发展在印度西部的夏季期间,因为大陆的强烈加热,而高压发展印度洋温度相对较低。这种压力梯度有水分海洋气团在大陆,释放降水(68年]。
均值(1951 - 2007)复合矢量风在925 - mb级别从NCEP / NCAR再分析网站(http://www.cdc.noaa.gov/cgi-bin/data/composites/printpage.pl/)如图2在雨季期间。平均风向箭头所示,当风速取决于箭头长度和颜色比例。风主要是在孟加拉湾西南(BoB)和阿拉伯海(),印度大陆转向西方。ISM有两个分支,(a)的分支和(b)鲍勃分支。前者占主导地位的天气场景和印度半岛中部,而后者控制天气场景在孟加拉国、印度东北部、恒河平原(显卡),和喜马拉雅山脉的南部斜坡。风速较大的海(上图9女士−1),而低强度速度在印度中部和北部。南部研究地点,班加罗尔,海德拉巴,和那格浦尔,从西南丰富的水分影响更大的风比位于显卡,也就是说,德里和坎普尔,季风降水较大,因此,在印度南部和降低逐渐向北部地区。这一事实也可能重新分配研究降雨量地区之间激烈的和弱季风年。
4.2。雨天总人数的趋势
图3显示了数十年的趋势(1951 - 2007)在雨天总数6印度城市在夏季季风;雨天的平均数量也是每个面板所示。总的来说,分析显示大型异构性问题在雨天的数量以及在数十年的变化和趋势。因此,海德拉巴,坎普尔、斋浦尔和那格浦尔展览负面趋势在雨天的总数;然而,新德里和班加罗尔的积极趋势观察的结果与发现的一般协议De和Prakas饶69年]。统计上显著的趋势在95%置信水平显示只在班加罗尔的强烈影响大的在2005年达到顶峰。根据分析,雨天的总数表明新德里和班加罗尔足足增加了7.4%和22.9%;然而,在海得拉巴,斋浦尔,坎普尔,那格浦尔−10.4%,减少−10.5%,−7.1%,分别和−4.8%。大型年际变化在雨天的总数是观察到所有城市归因于激烈和弱季风年,这可能,反过来,导致重大异常气溶胶领域(31日]。季风爆发的巨大差异,持续时间和强度在印度次大陆(图1 (b)),以及高强度的空间变化长时间干燥或全国干旱的主要原因是不同的降水数据集在不同位置的波动,因此,对于不同的趋势(67年]。然而,在班加罗尔这些波动更为顺畅,由于它的接近,鲍勃,除了雨天异常增加到100年的2005人。这种极端值,也发现在降雨量(图4),似乎主要是由于地形和当地迫使自逆风地区的城市(图10)降雨量的变化更加波动与几个高峰和差距,在2005年的峰值并不那么强烈。然而,在像素在班加罗尔,顺风地区,2005年降水表现出异常增加。分析表明,大多数雨天观察那格浦尔()和海德拉巴()对应~ 72% ~ 60%的总天在雨季。另一方面,在斋浦尔雨天的数量少()、印度()和班加罗尔()。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
早期的研究表明,对流层变暖导致增强大气中的水分含量,这与强降雨的增加(50,70年,71年]。同样,显著增加趋势的频率和大小极端降雨事件被发现在印度;然而,相当大的下降在温和的事件在印度中部的频率在1951 - 2000年季风季节(7]。他们还建议增加10%的水平每十年暴雨事件从1951年到2000年,而极端降雨事件表示的数量增加了两倍多。进一步研究的趋势在雨天与光,温和,和暴雨量(图中未显示)还透露大网站之间的异构性问题,与增加,中性,或减少的趋势,这在统计学上没有显著意义在绝大多数情况下。目前的分析发现越来越强降雨事件的趋势(> 25毫米)在班加罗尔(显著),那格浦尔;然而,德里、斋普尔和坎普尔建议减少的趋势,而海德拉巴展出主要是中性的趋势。目前的结果之间的差异和报道Badarinath et al。72年)可以归因于不同的位置考虑分析,因为我们没有包括任何沿海城市中心。
4.3。季节性降水趋势
ISM降雨对经济发展很重要,灾害管理,和水文计划的国家,作物歉收,干旱、饥荒由于缺乏季风变得非常关键的当地居民(73年]。area-averaged降雨在整个国家没有任何明显的趋势;然而,大的变化可以在区域范围内存在74年]。图4显示了印度在季风降雨趋势6城市1951 - 2007年期间伴随着平均季节降雨量及其标准偏差。此外,斜率,%的变化,值给出了线性回归在每个面板。所有城市的一般特点是年际变化大的建议存在强烈的和弱季风年(75年]。在德里,季节性降雨范围显著,从最低的~最多150毫米~ 1000毫米(均值),而在海德拉巴提出了较小的可变性(310毫米到965毫米)和类似的平均值。坎普尔的展品的意思mm,斋浦尔和班加罗尔的最低数量的降雨(大约485和415毫米,职责)。半干旱环境接近塔尔沙漠负责低降雨量在斋浦尔,而对于班加罗尔的主要原因是区域地形和周围的高山最大城市能够接收大量的降水。最后,在那格浦尔~的季节性降雨范围从最低的最大500毫米~ 1500毫米。此外,数十年可变性展览城市站点之间的显著差异。大的季风降雨的空间分布也报道了普拉萨德et al。29日在印度次大陆,而Gautam et al。76年)观察到不同的降雨量印度北部趋势取决于月,例如,6月份的积极趋势和消极的季风(7 - 9月)。此外,没有发现明显周期性的降雨量的统计分析。另一方面,消极的季节性降雨趋势在德里(−21.3%),观察到海德拉巴(−5.9%),坎普尔(−14.6%),和斋浦尔(−14.2%);然而,班加罗尔和那格浦尔展览在季风降水增加趋势,分别对应于65.8%和13.4%。统计上显著的趋势被认为只有在班加罗尔,2005年受到极端值的影响,甚至3倍气候的意思。类似于我们的发现,德和Prakas饶69年)观察到班加罗尔降雨量的增加趋势。德里和那格浦尔的降雨趋势似乎不一致的趋势在雨天,也就是说,降雨量的减少和增加在雨天德里和相反的那格浦尔。可以部分解释这种不一致,尽管通过降雨强度的变化和趋势,可能只是pixel-dependent,因为逆风和下风向地区的城市(数字5和9)两个参数共变。
(一)
(b)
4.4。雨天和趋势在逆风和顺风电网季节性降水
据罗森菲尔德(13和图恩77年城市和工业空气污染抑制precipitation-forming过程在对流云中。此外,Borys et al。21)指出,即使少量的人为硫酸盐气溶胶可以减少地形降雪率达50%科罗拉多山脉。最脆弱地区降水抑制效应是那些在顺风方向密集的城市中心(19]。因此,降水减少被发现在丘陵和山脉顺风主要沿海城市地区在加利福尼亚和以色列,而抑制率被发现15% - -25%的年降水量19,78年]。在这方面,我们进一步研究降雨和趋势的雨天的逆风和顺风方向选择的城市中心。是指出,由于大降水的空间分布,在附近的像素值甚至可能区分,所以定性而不是定量分析可以揭示从以下数据。
图5显示的长期趋势(1951 - 2007)降雨量(a)和(b)的雨天顺风与逆风网格总数在德里季风环流)期间。季节性降雨展品在顺风电网负面趋势。然而,雨天的总数仍然对该地区几乎不变。顺风方向相反,逆风显示一个明显增加的趋势在季节性降雨和雨天的总数。还要注意重要大的沉积量和雨天逆风的方向。因此,有证据表明,大的降雨量的变化,雨天,总数及其相关的趋势,即使在一个(~ 200×200公里)的地区,可能会迫使城市化地区和当地的气溶胶和污染物的排放,抑制沉淀。这些结果,而矛盾的发现的Kishtawal et al。50]报告强降雨的增加由于城市化,因为在我们的例子中没有统计上的显著差异被发现趋势的降雨和数量的雨天。
或多或少类似的下降趋势的季节性降雨和雨天在顺风网格总数的城市是海德拉巴(图观察6),坎普尔(图7),斋浦尔(图8),和那格浦尔(图9)。然而,趋势在降雨和雨天的总数在顺风方向上呈现显著的变化,由于降水是一个强大功能的地方和区域地形、天气学和风速。更具体地说,海德拉巴提供了一个中立的降雨量的变化(顺风像素),但明显的减少趋势的雨天。坎普尔显示类似于降雨和海德拉巴趋势顺风雨天的像素数量,在斋浦尔展品中立变异数量的雨天,在降水略有减少。另一方面,在那格浦尔数量略有下降趋势的雨天是明显强降雨(没有显示),而类似的下降趋势是观察到的降雨量。相比之下,班加罗尔展品轻微增加的趋势在季节性降雨和雨天在顺风方向,主要由大降雨量在2005(图10)。然而,降雨量的不同顺风与逆风像素在班加罗尔约4倍,甚至在特定多年,这一事实表明一个强大的区域地形的影响。类似的功能,顺风像素值要低得多,也观察到雨天的总数。另一方面,增加趋势总数的雨天在逆风网格的城市是观察在海得拉巴,坎普尔,和班加罗尔,而那格浦尔和斋浦尔展览稍微消极的或中性的趋势。表2总结了%降雨量的变化和雨天的数量从线性回归分析获得。尽管网站之间的显著差异,结果表明,降雨和趋势的雨天总数在顺风方向大多是负面的,而更高的降水发生在逆风的方向。
(一)
(b)
(一)
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(b)
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(b)
5。讨论
本节的目标是将数十年变化的沉积量顺风与逆风周边地区城市人为气溶胶和污染物的趋势,人口的增长速度和LULC变化由于城市化。地面和卫星观测突出气溶胶的增加装载在印度次大陆,尤其是人为组件,在过去几十年(27,79年,80年]。这是一个直接后果的人口密度增加81年),要求能源、城市化和工业化是主要原因的延续太阳变暗现象(72年,82年和大气棕色云的形成83年]。在气溶胶光学深度增加趋势(AOD)在过去的十年中已经观察到在德里(84年),坎普尔(85年],海德拉巴[86年),特里凡得琅87年),浦那(88年),在印度和其他几个位置(51]。然而,增加该趋势表现出显著的时空异质性在印度大陆及邻近的海洋区域显示从上述研究。主要的发现是,大量增加人为气溶胶发生在冬季主要是由于增加的黑碳,有机物和硫酸盐89年]。根据这个,拉马纳坦等。14)报道,气溶胶衰减明显表面加热和蒸发和减缓水文循环,而梅农et al。90年)观察到一个大的改变降水分布在南亚归因于人为排放的增加。最近,Gautam et al。91年)发现了一个强大的影响增加气溶胶premonsoon季风爆发期间,持续时间和强度。另一方面,李et al。49]指出减少季节性表面温度在印度次大陆由于大规模的灌溉,导致印度季风环流减弱。
然而,一些研究表明降水的一个对比特性,可能增加或减少由于人为气溶胶,而机制大多不清楚涉及微观物理学的、热力学和动态过程。艾尔斯(92年)和阿尔珀特et al。93年)有争议的抑制降水由于城市污染。罗森菲尔德(94年]指出抑制雨由于森林火灾在印尼通过卫星观测,而林et al。95年)强调增加降雨趋势与高架气溶胶层在亚马逊在生物质燃烧的季节。Jirak和棉花(96年]报道减少沉淀在过去半个世纪在丹佛和科罗拉多州斯普林斯顺风的方向,与其他研究[97年- - - - - -99年]发现增加降雨顺风主要城市地区可能是因为巨大的CCN造纸厂排放废气。另一方面,华纳(One hundred.]通过分析长期地面测量显示,没有证据的后续更改表面沉淀的结果,同意丘鹬和琼斯(101年]在夏威夷。因此,困难至关重要的定量检查降水趋势在城市环境的趋势气溶胶上面加载它们,因为参数明显与其他因素有关。在当前分析也是如此,因为没有发现明确的趋势,降水变化顺风与逆风区。的证据主要是减少的趋势和较小的降水数量在顺风方向并不显著的大多数情况。低水平水分收敛,不被认为是在当前的工作中,将发挥重要的作用在云和降水形成31日,68年,102年]。深入调查污染云的微物理特性在城市环境中可以很好地解释了降水趋势及其与气溶胶协会和当地污染物。这是最近的概念,仍然持续,云气溶胶的相互作用和人工增雨试验(CAIPEEX)活动在选择网站在印度(15,103年]。
LULC变化,人口快速增长和加速社会经济活动修改了环境对印度在过去几十年(104年]。此外,LULC变化可以显著促进整体气候变化和降雨模式(105年]。兰普提et al。106年)研究了气候对农业和城市土地覆盖在美国东北部,发现增加1 K以上城市网站在夏季和冬季城市化的结果。印度的城市地区经历了人类和工业快速发展在过去的50年中,造成严重的环境退化。数据(11日)- - - - - -11 (c)班加罗尔的假彩色合成、那格浦尔和海得拉巴的城市,分别在1972 - 73 (Landsat-MSS)和2006 - 07 (IRS-P6 AWiFS)。班加罗尔是一个不均匀的景观与交织的小山和山谷裸露的岩石露头和落入高海拔区。更改分析之间的假彩色复合材料在1972 - 73和2006 - 07年表明城市班加罗尔的大规模扩张;然而,除了城市扩张,增加植被条件也观察到,这可能与总降水量的增加(图4)和雨天(图的数量3),因为增加叶面积指数增加了蒸散和表面加热,从而有利于降水(107年]。那格浦尔城市位于印度半岛的德干高原及其周边地区是起伏的高原向北Satpura范围从889上升到2142英尺高,是由几个河流排水。那格浦尔也经历了城市化的扩张以及增加植被在研究期间的活动。大型水坝建造向南部的城市是在2006 - 07年的形象,这并不存在期间1972 - 73。轻微增加降雨(图4)可以解决植被的增加和增强人工湖的蒸发。图11 (c)显示了海得拉巴的显著扩张城区在过去3年中,以及重要城外LULC的变化,直接影响人为排放和大气气溶胶(86年]。因此,降雨模式的变化,主要是那些在城市地区,顺风与逆风的方向可能相关的大型LULC变化在印度城市汽车数量的增加,工业,和人为排放。然而,城市扩张,之间的联系人为排放,和降水趋势还取决于区域气象、地形、气溶胶特性,和原状cloud-active粒子的浓度(108年]。
(一)
(b)
(c)
图12展示了六个印度城市的人口增长从1971年到1998年。人口明显增加的趋势是所有城市中,特别是在新德里,与气溶胶增加以及污染物的排放密切相关(89年]。然而,图12只覆盖一段研究的一部分,因此,人口增长的趋势预计将会更高,如果6考虑近几十年。详细分析人口密度的增长和相关的降水变化最近报道Kishtawal et al。50]。巨大的人口增长和相关排放严重的土地退化和LULC变化在印度城市提高城市热岛效应和修改城市小气候,这也可能对降水的影响。因此,在逆风沉淀量的变化和趋势,顺风的城市中心区域可能部分解释为LULC变化,增加人口和排放。
6。结论
在目前的研究中,我们分析了季风降水的趋势和雨天的数量在印度六大城市(德里,海德拉巴,坎普尔、斋普尔、那格浦尔和班加罗尔)期间1951 - 2007。这项研究还提供了一个广泛的文献概述有关降水趋势和人为影响因素在城市环境。主要结果总结如下。(我)−21.3%的减少,−5.9%,和−−14.2%和14.6%,在季节性季风雨量观测到德里,海德拉巴,斋普尔和坎普尔,分别,而班加罗尔和那格浦尔显示65.8%,1951 - 2007年期间增长13.4%。(2)雨天的总数显示比新德里和班加罗尔城市增加7.4%和22.9%;然而,在海得拉巴,斋浦尔,坎普尔,那格浦尔显示−10.4%,−10.5%,−7.1%,减少−4.8%在季风季节。这些发现将有助于公众规划者和农业科学家们想出灌溉和水资源管理选项以及防止洪水和干旱。然而,在绝大多数情况下,上述趋势的降雨量和雨天不显著的数量在95%置信水平。总体而言,降水的分析并没有显示出明显的趋势,这似乎是依赖所在。(3)城市之间的差异观察到由于区域气象和地形和趋势的统计无意义(绝大多数情况下)阻止我们一个安全的结论季风降水的趋势,但下降趋势的一个证据的大多数。一般来说,似乎更明显的减少趋势在每个城市环境暗示的顺风方向可能人为强迫降水,尽管这种影响不能量化由于缺乏统计意义。降水的长期降雨数据显示,抑制展品略有增加的趋势在过去的几十年不断提高发射率进一步激发。城市产生大量的污染物,增加大气中的云凝结核的数量,降低平均液滴半径。这将创建一个缺乏聚结和抑制降水的形成,尤其是在顺风向城市方向。另一方面,城市污染,强降雨可能增加一些研究显示。Aerosol-cloud-precipitation交互是复杂的现象涉及几个微观物理学的,动态的,和热力学过程。因此,一个更详细的分析和评价的结果需要测量计降水在逆风和顺风的方向的城市以及先进模型模拟。
确认
作者感谢国家遥感中心的主任(练NRSC),海德拉巴RS&GIS-AA Dy。主任,必要的帮助在不同阶段和练NRSC ISRO-GBP提供资金支持。作者欣然承认印度气象部门(IMD)提供网格降水数据集在印度地区。作者要感谢NCEP / NCAR科学数据支持团队处理气象资料和陆地卫星和国税局任务。作者感谢他们的同事迟到k博士诉Badarinath完成这项工作对他的帮助和建议。意见/建议由三个匿名评论者谢天谢地承认,帮助我们改善纸张的早期版本。