Urbanization impacts on convective precipitation in the tropics

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K13258
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 04010:Geography-related
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: Doan Quang Van 筑波大学, 計算科学研究センター, 助教 (80869264)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 対流性降水 / 熱帯 / 都市ヒートアイランド / 気候数値モデル / 海陸風 / 都市化

Outline of Final Research Achievements

This study utilized a high-resolution numerical modeling approach to investigate the city influence on precipitation in various climate backgrounds, i.e., Tokyo, Singapore, and Lagos (Nigeria). The research findings demonstrate the significant city impact on modifying localized precipitation spatiotemporal patterns, even for extreme precipitation events. The city impact is particularly pronounced in the tropics, where convection-driven precipitation dominates. Urban impact on precipitation is attributed to the urban heat island effect, which induces instability in the boundary layer. This instability enhances horizontal moisture convergence promoting convection formation and subsequent precipitation. The study also found that, in coastal cities, the moisture supply from the ocean could be increased due to the strengthening sea breeze because of the urban heat island effect.

Free Research Field

気候・気象学、地理

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の成果の社会的意義は、都市計画、防災、気候変動への適応策への示唆にある。都市が局所的な降水量をどのように変化させるかを理解することで、都市計画者は、排水システムの改善、グリーンインフラの導入、洪水リスクを最小化する都市デザインの最適化など、異常降雨の悪影響を軽減する対策を設計・実施することができる。さらに 気候変動は、降水パターンに変化をもたらし、都市部が直面する問題を激化させると予想されている。降水量の変化における都市化の役割を理解することは、持続可能な街づくりに向けて効果的な適応策を策定する上で極めて重要である。