2本の新たな論文は、都市開発が嵐のパターンと降雨量を変化させることを示唆している。
この研究は、地形が天候に及ぼす影響を考慮した都市計画とインフラ設計の必要性を浮き彫りにしている。
インディアナ州の気候学者で、パデュー大学の農学部および地球・大気・惑星科学部門の教授を務めるデヴ・ニヨギ氏が率いるチームは、別々の2本の論文で、インドの沿岸部にある巨大都市ムンバイと、アルゼンチンの山岳都市サン・ミゲル・デ・トゥクマンの嵐のパターンを調査し、それぞれの地域で都市開発が嵐にどのような影響を及ぼしたかを明らかにした。
研究者たちは、ムンバイで増えた熱や建物が嵐を大きく乱していると予想していた。一方、サン・ミゲル・デ・トゥクマンでは、周囲の地形が険しく、嵐が市街地に到達する前から乱流状態になっている可能性が高いため、影響はほとんどないと考えていた。
嵐のクラスター
ニヨギ氏によると、ムンバイでは都市の地形が降雨を乱し、雨の集中域や帯状の降雨を生み出し、市内の一部で豪雨を強めていた。ムンバイをはじめとするインドの都市では近年、大規模な洪水が発生しており、都市が嵐に及ぼす影響によって被害が拡大した可能性がある。
研究者たちはまた、嵐が市街地上空でクラスターを形成することも突き止めた。この構造から、将来の嵐を最も適切にモデル化するには、気象学者が雨量計や衛星画像を使い、100平方キロメートルの小さな区域に焦点を当てるべきだと分かった。
この研究は、次の論文誌に掲載され、Scientific Reports衛星データを使って嵐のパターンを追跡し、ムンバイがそのパターンをどのように変えているかをモデル化した。ニヨギ氏によると、結果は、広がり続ける都市景観が激しい気象現象にどう影響するかを理解する必要性を示している。これは洪水監視の取り組みや、将来の重要インフラに関する意思決定にも役立つ。
「嵐が都市と相互作用してどのように変化するかを理解すれば、予測の精度向上につながります」とニヨギ氏は語る。「また、都市が自らの降雨パターンを変えるため、インフラ設計で何を考慮すべきかも見えてきます。たとえば、雨水排水や排水溝の設置場所について考える必要があるかもしれません。適切な計画がなければ、市内の特定の地域で降雨量が増え、洪水につながる可能性があります」
変化する天候
サン・ミゲル・デ・トゥクマンの都市開発も地域の降雨パターンに影響を及ぼしたという。この結果は、次の学術誌に掲載された。Geophysical Research Letters衛星データとモデルから、都市化によって市街地の風下では降水量が20～30％減少し、風上では降水域が東へ移動したことが示された。
ニヨギ氏は改めて、水資源がすでに乏しい山岳地域で大規模開発を続ける前に、都市が降雨に及ぼす影響の変化を考慮する必要があると指摘する。
「地形が複雑な場所でも、都市の影響による非常に大きな変化が見られます」とニヨギ氏は語る。「長期的に見れば、こうした山岳地域のコミュニティが発展し、開発と水の需要のバランスを取ろうとするなかで、景観の変化は水の利用可能性に大きな影響を及ぼすでしょう」
調査した嵐には違いがあるものの、ムンバイとサン・ミゲル・デ・トゥクマンの降水は、かなり予測しやすいパターンを示した。インドでは帯状または集中域をなす豪雨、アルゼンチンでは市街地を避けるような降雨だった。
「非常に複雑な環境ですが、嵐は見事にまとまり、理解できる形を作り出しています」とニヨギ氏は語る。「身の回りのほとんどすべてが混沌として予測不能に見える一方で、自然界ではこうしたパターンが現れます。つまり、あらゆる状況のすべての嵐を調べる必要はありません。私たちの理解を切り取った断片から解決策が見つかり、普遍的に当てはまる可能性もあります。この共通性は、次世代の都市とそのインフラ向けに予測システムを設計する際、幅広く活用できるモデルや指針の開発に役立ちます」
研究資金は、米国科学財団大気・宇宙地球科学部門、インディアナ州地球科学省、国家モンスーン・ミッション、米国農務省国立食料農業研究所、インド・米国科学技術フォーラムから提供された。ムンバイの研究にはインド工科大学ボンベイ校が協力し、アルゼンチンの研究にはハンツビルのアラバマ大学が協力した。
