暴风雨预测传统上是基于研究大气条件，但一项突破性的研究同时考虑了地表条件，预计将改变热带地区的早期预警系统。这将使社区能够更好地适应气候变化的破坏性影响。这项新研究表明，几百公里范围内的土壤湿度水平的大对比导致了大气变化，增加了全球多个超级风暴热点的降雨面积和降雨量。根据地区和风暴大小，这一增加范围为10%到30%。
暴风雨预测传统上是基于研究大气条件，但一项突破性的研究同时考虑了地表条件，预计将改变热带地区的早期预警系统。这将使社区能够更好地适应气候变化的破坏性影响。
由英国生态与水文学中心（UKCEH）领导的新研究表明，几百公里范围内的土壤湿度水平的大对比导致了大气变化，增加了全球多个超级风暴热点的降雨面积和降雨量。这一增加范围为10%到30%，具体取决于地区和风暴大小。
研究集中于中尺度对流系统，它们在非洲、亚洲、美洲和澳大利亚的一部分地区带来严重的闪电洪水和泥石流，这些地区的总人口将近40亿人（请见近期示例，见下文）。
这些天气系统的规模可能比英格兰更大，并且可以在几百公里内移动，带来强烈的风暴，导致人员和牲畜伤亡，并摧毁房屋、基础设施和生计。
气候变化的影响
这一研究由UKCEH、利兹大学（英国）和美国太平洋西北国家实验室合作进行，已在自然地球科学上发表。
首席作者、UKCEH气象学家艾玛·巴顿博士说：“中尺度对流系统是地球上最强烈的雷暴之一，而由于气候变化，其严重性正在增加。气温上升可能会加大土壤湿润区和干旱区之间的对比，进一步加剧已经受到严重影响地区的雷暴。”
“理解土壤湿度如何影响风暴活动，以及未来这种影响可能如何变化，对于更准确的短期预测至关重要，以便警告社区即将来临的风暴，并进行更长期的预测。”
广泛的损害
- 去年，非洲被报道经历了数年来最糟糕的风暴季节。从6月到9月，西非和中非的严重洪水，与强降雨有关，造成超过1000人死亡，超过50万人流离失所，超过30万个家庭被毁。
- 在阿根廷，2025年3月，一场强烈风暴造成13人死亡，超过1000人流离失所，冲走了汽车，毁坏了道路和桥梁。
- 在印度孟加拉，2024年3月，一场雷暴造成约800个家庭受损，300人受伤，5人遇难。
改善警报
这项新研究进行了20年有关西非、南非、印度、南美的风暴活动和土壤湿度条件的卫星数据详细分析，以及计算机建模。
研究人员发现，影响降雨的表面条件可以在风暴来袭的前两到五天观察到，这将能够提前预警潜在的闪电洪水。
提前警报允许人们将自己、家人、牲畜、车辆和财物搬到高地，或者在风暴来临之前清理被堵塞的排水系统，以限制表面水洪水。
这项新研究是UKCEH正在进行的以自然环境研究理事会（NERC）资助的研究的一部分。先前的研究发现，土地表面条件通常影响萨赫勒地区超级风暴形成后的方向和强度，而另一篇论文则表明，森林砍伐增加了一些快速增长的非洲沿海城市的风暴频率。
重新思考预测
研究共同作者、UKCEH的气象学家科尔内莉亚·克莱因博士表示：“气象学家往往专注于大气条件来预测天气模式。但随着越来越多的证据表明，我们也应该考虑地表发生的事情，以改善预测。”
研究作者解释说，湿润区域和干燥区域之间的湿度对比在大距离内增加，导致空气温度之间的对比加大，随着高度的增加，风的方向和/或速度发生更强烈的变化。这种湍流有助于风暴发展，产生更大范围的降雨。
除了对西非、南非、印度和南美的分析外，研究人员还观察到中国、澳大利亚和美国大平原地区土壤湿度对比与风环流之间的相同连接。因此，尽管没有足够的风暴数据进行全面分析，但他们有信心土壤湿度对比也在加剧受到中尺度对流系统影响的其他地区的降雨。
开发准确的工具
研究者的下一步是探索哪些因素导致这些区域差异。他们还在利用最新的先进气候模型，这些模型更好地整合风暴，以提高对气温在全球变暖下持续上升时降雨强度加剧的过程的理解。
UKCEH正在开发的计算机软件工具使气象机构能够生成更可靠的短期预测（最多可提前六小时预警风暴），从而向社区发出即将来临的风暴警报。这些工具包括基于卫星派生的非洲大气和土壤条件数据的在线“现在预测”门户。
