Sattelitbilder visar förändringar i stadsområdena över Jeddah under de senaste tre decennierna. Kredit:2020 KAUST
Urbanisering kan orsaka 26 procent mer regn över Jeddah -staden än över den omgivande öknen under stormar.
Kuststaden Jeddah, ligger vid Röda havet, har en befolkning på cirka 4 miljoner och är Saudiarabiens kommersiella centrum. Dess främsta väderhot är vinterstormar som ger kraftiga regn, stark vind och blixtnedslag. År 2009, en kraftig storm i staden krävde 161 liv och orsakade skador för ett värde av 1 miljard USD; dock, dessa potentiellt förödande stormar är också en viktig vattenkälla för det torra området.
"Saudiarabien har en nationell plan för att fördubbla skörden före 2030 för att hantera vattenresursens utmaning, "säger Thang Luong, postdoktor från KAUST. Att förstå hur stormar utvecklas över Jeddah kan hjälpa staden att bättre förutsäga framtida händelser, minska skador och stödja landets planer på att samla det värdefulla regnvattnet.
Som många städer, Jeddah upplever en urban heat island -effekt, varigenom dagvärme som absorberas av byggnader och vägar långsamt släpps ut på natten. Detta kan påverka det lokala vädret, men det är inte klart hur eller om Jeddas värmeöseffekt påverkar vintern åskväder - även om det verkar som att de förekommer främst tidigt på morgonen.
Den urbana värmeöseffekten orsakar ökande nederbörd över Jeddah. I staden, vägar och betongrister absorberar solljus; stadsytor ökar turbulensen; varm luft som stiger från staden kan kollidera med fuktig luft från Röda havet för att öka stadsregnet med 26 procent mer än öknen. Kredit:2020 KAUST
Professor i jordvetenskap och teknik Ibrahim Hoteit, arbetar med Luong och hans team på KAUST, kombinerade atmosfäriska och markytemodeller för att simulera nederbörd under 10 svåra stormar över Jeddah under urbaniserade och förinställda scenarier. I stadsscenariot, de använde en urban baldakin modell för att redogöra för värmeflöden från hustaken, väggar och vägar samt den vindförändrande effekten av gator och byggnader. I öken -scenariot, markskydd betraktades som kargt eller glesväxt.
Jeddah upplevde tyngre och mer långvarig nederbörd under stadsscenariot, tyder på att något förstärkte stormens energi och blockerade dess passage. Tunga nederbördshändelser medförde cirka 26 procent mer nederbörd i det urbaniserade scenariot än i ökenscenariot. "Vi fann att överskottsenergi lagrad i stadsytan tidigt på dagen kan släppas ut och göra stormar starkare på natten, "säger Luong. Modellerna visade nedbördsmängder omedelbart i vinden från staden, troligen på grund av att byggnader stör luftflödet.
Den väldokumenterade översvämningen 2009 gav ett idealiskt testfall, och teamet fann att deras modell exakt reproducerade den observerade nederbörden. "Dessa modelleringsmöjligheter är värdefulla verktyg för att förutsäga översvämningar i Jeddah, "säger Hoteit, "och kommer att hjälpa politik och planering för att mildra ytterligare skador från allvarliga väderhändelser."
Några obesvarade frågor återstår. "Vi vill ta reda på vilka delar av stadsfysiken som är de mest kritiska för att driva nedbörd, "säger Luong, "och undersök vad som skulle hända med stormutvecklingen om stadsområdet sprider sig längs Röda havets kust."
