“21.7”河南暴雨的集合敏感性分析

河南郑州“21.7”特大暴雨是中国近年来发生的一场严重气象灾害,对此暴雨事件的数值预报模式表现出较大的不确定性,对暴雨落区和降水强度的预测均存在偏差.目前,“21.7”河南暴雨的形成机理已经得到广泛研究,但针对其集合敏感性分析的研究却十分有限.集合敏感性分析是一种利用集合预报来估计模式预报对初始场敏感性的方法,可诊断极端天气过程的影响因子、对数值模式集合预报不确定性进行分析等.因此,针对“21.7”河南暴雨个例,利用WRFARW模式,结合集合初始条件与多物理过程以及物理过程扰动等方法,构建不同的区域模式集合预报.利用集合敏感性分析方法开展“21.7”河南暴雨的可预报性和影响该暴雨的因子分析.结果表明,“21.7”河南暴雨对初始条件的温度场、湿度场、风场和位势高度场扰动具有敏感性,增强郑州地区的气旋性环流、改变郑州上空的气温、降低郑州地区的气压、增强台风“烟花”的强度可以使此次暴雨的降水强度增强.本研究能够增进对“21.7”河南暴雨成因的理解,并改进集合预报.

西行低涡特征及其对“21.7”河南暴雨影响分析

2021年7月河南出现极端暴雨,黄淮地区存在一个自东向西移动的低涡,是降水过程发展增强的主要影响系统。针对低涡的研究主要集中于自西向东的移动路径,很少考虑西行低涡的机制及特征。利用地面常规气象资料、区域气象站及雷达等非常规观测资料、ERA5再分析资料,对“21.7”暴雨的大气环流形势、西行低涡移动路径、各层系统配置及低涡西行原因进行特征分析,并从水汽、热力、动力及对流触发等方面分析西行低涡对“21.7”暴雨的影响,结果表明:(1)“21.7”河南暴雨期间大气环流形势稳定,黄淮地区为典型的“鞍型场”,西行低涡移动路径为先向西南后向西北。(2)西行低涡各层系统配置复杂,低涡东侧副高及台风“烟花”西进使低涡附近偏东急流加强,低涡自东向西移动。(3)西行低涡水汽条件充沛、动力条件旺盛、热力条件充足,低涡与低层切变线、地面辐合线共同作用,使对流触发条件增强。

基于社交媒体的暴雨灾害信息传播模式分析——以“7·20”河南暴雨为例

为了解暴雨灾害的网络信息传播模式,笔者围绕关键词“河南暴雨”,对从新浪舆情通平台采集到的2021年7月17日—8月2日的19 962 718条相关信息进行分析,梳理“河南暴雨”事件在网络平台的发展趋势。本文通过对微博热词和媒体报道进行聚类,分析此次暴雨灾害中的网民行为、媒体报道和社会各界响应特征,同时分析暴雨灾害的信息传播模式和舆情风险,以期为今后类似事件的灾害应急管理提供参考。

2021年“7.20”河南暴雨水汽输送特征及其关键天气尺度系统

本文重点分析了2021年“7.20”河南暴雨水汽输送特征、水汽来源以及关键天气尺度系统。双台风“烟花”和“查帕卡”以及西太平洋副热带高压共同为“7.20”河南暴雨提供了充足的水汽条件。然而,就暴雨的水汽供应而言,仅以台风和西太平洋副热带高压的作用难以解释2021年7月20日发生的日降水量663.9 mm和1小时最大降水量201.9 mm的极端暴雨事实。水汽通量分析和LAGRANTO模式轨迹分析结果表明,20日在河南南侧形成了一个很强的经向水汽通量带(850 hPa以上),它与台风和西太平洋副热带高压引起的低层水汽通量带在河南附近汇合,为暴雨提供了最为充沛的水汽条件。我们强调,20日在河南以西地区上空发生了对流层顶反气旋式波破碎事件,它与台风协同作用,引发了河南南侧的强经向水汽通量,从而导致此次极端暴雨事件。

“21.7”河南暴雨暖湿季风输送带加强及关键天气流型的准地转位涡反演

本文使用站点降水资料和欧洲中期天气预报中心第五代再分析数据,利用准地转位涡分部反演,重点分析了2021年7月18~21日(简称“21.7”)河南极端暴雨中暖湿季风输送带加强的机理及其关键环流特征。结果表明:副热带高压持续西伸至中国东部地区,其西南部宽广的东南风将暖湿气流和河南地区高位涡输送至西北地区;同时,西北地区阿拉善高原热低压受感热加热而加强,在近地面层及其东侧的河套地区对流层中低层(750~650 hPa)产生正位涡异常,与河南地区低压环流形成大范围高位涡异常,从而与副热带高压形成较大范围的对峙。准地转位涡反演结果表明,对流层中低层这一天气流型导致河南南部南风的加强,有效地将暖湿输送带中高温高湿的气块输送至河南地区,成为7月20日极端暴雨发生的关键因子之一。对于7月20日河南地区的南风,主要来自于副热带高压的贡献,其次是河套地区对流层中低层高位涡异常,而河南局地低压环流的贡献略小。

“21·7”河南暴雨水汽源地追踪和定量贡献分析

2021年7月19~22日,河南省部分地区出现极端暴雨(简称“21·7”河南暴雨),造成严重城市内涝和人员伤亡。本文借助降水观测资料和再分析数据,分析了此次暴雨过程的大尺度环流形势,并利用拉格朗日轨迹追踪模式FLEXPART及水汽源区定量贡献分析方法,考察了暴雨过程的水汽源地、输送路径和源区水汽定量贡献。结果表明:此次暴雨期间以及暴雨发生前数天,东亚地区500 hPa环流形势极为稳定,西太平洋副热带高压(简称副高)异常偏北,与北侧高压脊连通、位置少动,欧亚大陆高空槽偏西,东亚中高纬环流显著平直,暴雨过程期间,热带气旋“烟花”和“查帕卡”与副高等持续协同影响,建立明显水汽输送通道,提供充足水汽,河南暴雨区维持显著近地面湿区和高可降水量;向前追踪数天发现,暴雨区目标气块主要来自西北太平洋和中国南海等地,且所处大气高度较低,此外,还有少量气块来自日本海附近和欧亚大陆中部(所处高度相对较高);定量贡献分析显示,水汽主要来自河南南侧中国中东部大陆(D)和西北太平洋(F),前者水汽贡献率(52.59%)达后者(25.51%)2倍以上,此外,河南暴雨区(T,3.68%)、中南半岛—中国南海(E,3.32%)和暴雨区北侧亚洲大陆(B,2.28%)也有一定贡献;目标气块在D区域水汽摄取量最大,略高于F区域,但前者沿途损耗率明显低于后者,造成D区域水汽贡献显著高于后者;B区域水汽摄取量略高于E区域,但其沿途损耗和未释放部分占比之和高于后者,导致后者水汽贡献相比略高;此外,T区域也有不可忽视的降水再循环率;延长向前追踪天数后,目标气块轨迹和各源区水汽摄取与贡献率相对变化不大,但所有源区水汽总贡献明显提升,可见,对于类似此次河南极端特大暴雨的强降水过程的水汽来源追踪而言,适当延长追踪天数十分必要。

媒体微博在重大自然灾害事件中的传播策略——以“7·20”河南暴雨中的《人民日报》微博为例

微博作为广场式社交媒体,一直是重大自然灾害事件信息传播和舆论引导的主阵地。“7·20”河南暴雨中《人民日报》微博呈现出高强度密集报道、原创微博占比大、内容涉及面广、表现形式多元等传播特点,起到了及时播报信息、提供综合服务和引领舆论导向的作用。《人民日报》微博在“7·20”河南暴雨中通过发挥主流媒体优势、主动参与议程设置,构建微博传播矩阵、实现多元主体互动,做好信息“把关人”、及时遏制谣言传播等舆论引导策略,有效发挥了主流媒体微博在重大自然灾害事件中的舆论引导作用。

突发性自然灾害事件中危机传播的原则与策略浅析 --以“7·20河南暴雨”为例

突发性自然灾害事件作为危机事件的一种,由于其突发性等特征比其他的危机事件具有更多的不确定性与反复性。该种危机事件发生时信息的传播容易产生舆论的混乱从而引起民众的恐慌,所以相较其他突发性事件在进行危机传播活动时更需要讲求一定的原则与策略。以“7·20河南暴雨”为例,运用斯蒂文·芬克危机传播阶段分析理论对该突发性自然灾害事件中政府、媒体与公众所进行的危机传播进行分析。就分析提出原则和策略上的建议,以期对之后突发性自然灾害危机事件中的危机传播提供一些启示。

重大公共危机事件中主流媒体社会责任浅析--以河南暴雨灾情为例

重大公共危机事件影响范围广、程度深,容易引发很多次生社会问题,主流媒体应及时引导,承担相应的社会责任。2021年河南暴雨灾情中,我国主流媒体积极新闻生产,坚持客观舆论引导,在人民群众中树立了权威、可信的正面形象;同时进行持续舆论监督,掌握社会舆情走向。虽然有些主流媒体在一些报道中还存在着不足,但通过反思,也找到了相应的改进方法。

灾难事件报道中的马克思主义新闻观实践探究——以“7·20”河南暴雨相关报道为例

马克思主义新闻观是指导我国新闻工作实践的强大思想武器,灾难性事件发生期间更是如此。灾难事件具有突发性、重大性、破坏性等特点,导致事件发生期间的舆论引导与社会治理面临着更为严峻的挑战,因此我国媒体在灾难事件报道中更要积极践行马克思主义新闻观。本文通过对“7·20”河南暴雨相关报道进行搜集与分析,提出媒体在灾难性报道中践行马克思主义新闻观的策略,以期推动社会治理有序进行。

河南“21.7”特大暴雨的区域集合预报检验和预报偏差分析

河南“21.7”特大暴雨覆盖范围广、强度大、降水时间段集中,造成了严重损失.利用中国气象局(China Meteorological Administration,CMA)多源融合降水分析产品(CMA Multisource Precipitation Analysis System,CMPASV2.1)和欧洲中期天气预报中心ERA5再分析数据,对CMA区域集合预报系统(Regional Ensemble Prediction System,CMA-REPS)在此次暴雨事件中降水最强时间段(2021年7月20日14-20时,北京时)的预报结果进行了评估与分析.研究结果显示,预报时效越短,集合平均和概率预报的降水效果越好,但降水强度与大值落区依然存在较大的预报偏差.结合多种降水预报评分筛选出最好和最坏的集合成员,并通过对比环流形势、水汽条件等因素,探讨了降水预报偏差的成因.好成员在郑州地区预测了占总降水30%的对流性降水,而坏成员则未能预报出对流性降水,两者总降水的偏移与非对流性降水的表现一致.好成员预测的降水区域偏向东北,与预报的副高位置偏东、台风“查帕卡”路径偏北以及南风偏强有关;坏成员预测的降水区域偏西,与相对湿度的大值区偏移一致,可能是因为预报的台风“烟花”引导的低层东风更强.在925 hPa上,好成员成功预测出郑州西部山脉迎风侧的强辐合区,导致超过25 mm·(6 h)^(-1)的强降水从山前延伸至地形高度800 m以上的迎风坡.相比之下,由于预报的辐合区域小、强度弱,坏成员的强降水仅分布在600 m以下的山前区域.总体而言,CMA-REPS对此次强降水过程的预报偏差主要源自大气环流的模拟偏差以及复杂地形作用.

模拟启动时间和双台风对“21.7”河南极端暴雨事件的影响研究

对发生在2021年7月18日至21日的河南极端暴雨事件(“21.7”河南暴雨)进行集合模拟数值试验,旨在探究模拟启动时间以及台风“烟花”和“查帕卡”对此次暴雨事件的影响.不同模拟启动时间的试验组分析表明,在降水峰值发生前24 h启动的一组试验能够最准确地模拟双台风的路径和强度演变特征,其再现了“21.7”河南暴雨中心位置、强度及时间演变特征,这主要是由于该试验很好地再现了低层东南风急流及其动力辐合特征,基于此最优试验移除台风环流后,副热带高压西伸南压且水汽输送路径随之发生调整.通过定量分析降水关键区的整层水汽通量发现,在降水最大峰值出现的时段内,台风“烟花”和“查帕卡”分别削弱了东南风和偏南风的水汽输送,表明台风的存在对降水的影响存在不确定性,某些时段内反而减缓了河南地区的极端降水.

整合多源遥感数据的洪涝灾害评估恢复——以河南“7·20”暴雨灾害为例

洪涝灾害发生后通过植被指数和灯光指数定量评估灾后恢复情况,对灾区经济建设和生态恢复的评估具有重要科学意义。该文以河南“7·20”暴雨灾害区为研究区,基于日度和月度NPP-VIIRS数据、Sentinel-NDVI、MODIS-EVI数据和统计年鉴数据,构建归一化差异城市指数(normalized difference urban index,NDUI)来表征城市内部空间细节;基于回归模型模拟人口和国内生产总值的空间分布;从研究区的夜间灯光数据和植被覆盖数据2个不同的维度来评估洪涝灾害。结果表明:高危区和中危区总面积为1429.04 km^(2),占研究区总面积的6.06%,高危地区主要分布在郑州西部、新乡东部、安阳东部、鹤壁北部,其中郑州市受灾严重程度最高;从植被覆盖度恢复率(vegetation cover recovery rate,VCRR)来看,卫辉市、淇县、滑县、林州市等地区整体植被恢复情况较差,其VCRR的值大部分在0以下,植被覆盖有恶化趋势。NDUI与社会经济统计数据拟合精度高于0.8,表明NDUI可以在洪涝灾害发生后应用于精确位置救援和灾后针对性重建工作;NPP-VIIRS和MODIS-EVI评估洪涝灾害的结果具有很好的互补性,2种数据的有机结合进行洪涝灾害研究,对灾后救援和恢复评估均有较高的应用价值。

1632年华北地区暴雨洪涝事件研究

以历史文献为主要代用资料,重建了1632年华北地区暴雨洪涝事件的雨情、水情、灾情等,从而识别出1632年8月河南地区暴雨事件的时空范围,并与有器测记录的2021年河南极端降水事件进行对比。1632年华北地区大规模降水始于7月17日,从6月18日—11月11日,整个华北不同区域皆存有长时间降雨记录,且有多次强降水记录,造成黄淮地区雨涝,并使得黄淮交溃,对社会经济造成较大影响。梳理降水和洪涝的过程,区分了本地降水与客水的分布。将1632年8月河南暴雨洪涝与2021年7月河南极端降水事件对比发现,强降水位置相似,降水前后都有两个台风输送水汽,且1632和2021年华北地区夏季降水皆受到拉尼娜的影响,整体偏涝。

“7.20”暴雨对黄河干流河南段水文水质影响及应对措施分析

气候变化背景下极端天气事件对人类和自然生态系统造成的影响越来越受到关注。通过对河南2021年“7.20”暴雨后黄河干流河南段水质进行跟踪监测以及对暴雨前后各代表站流量含沙量等水文要素分析,揭示“7.20”暴雨引发的黄河干流水文要素变化状况以及对应污染物输移规律,探究此次暴雨对黄河干流河南段水文以及水质的影响。研究结果表明,各水文站点含沙量变化趋势与流量变化趋势保持一致,呈显著正相关性,均为先上升后下降趋势,同时受降雨汇流状况影响,峰值出现时间有所差别。暴雨给黄河干流河南段水质带来一定不良影响,其中,主要超标污染物为TP与TN。TP可快速恢复至正常水平,TN浓度达到峰值后持续下降,其余指标略有波动,但可较快恢复至暴雨前水准。总体而言,暴雨引发了严重的总氮超标现象,持续时间较TP等指标长,且氮磷具有异源性。但暴雨引发的水质污染是短期、动态可恢复的,入河污染负荷未长时段超出黄河干流环境容量。建议采用LID措施、耕作方式调整、调蓄池、农村坑塘体系、滨水缓冲带、生态沟渠等手段,降低暴雨期氮磷等污染物入河风险,保护黄河健康。

重大自然灾害事件的网络舆情传播及网络表达——基于河南郑州“7·20”特大暴雨

随着网民在微博等社交媒体平台参与度不断提升,越来越多的网民开始关注热点事件,并不断发表个人言论。以2021年河南郑州“7·20”特大暴雨为研究个案,基于新浪微博2021年7月18日至8月6日的全量数据,分别从时间、发布主体、网民情绪演化和高频词四个视角探寻网民对该网络舆情事件发布主体情绪的类型、特征、强度和规律。研究发现:预警期“好”“恶”、应急期“好”“恶”、灾后期“好”“哀”等这几个类别平均情感强度较大,通过了解和把握发布主体的情绪呈现及其舆情特征,可为政府及其有关部门舆情监测和舆论引导提供新的思路。

基于Sentinel-1和Sentinel-2影像的河南扶沟县洪涝灾害遥感监测评估研究

洪涝灾害是我国最主要的自然灾害类型之一,发生频率高、影响范围广,对社会经济发展和人民生命财产安全构成严重威胁。选取河南郑州“7·20”特大暴雨事件中受灾较为严重的河南扶沟县为研究区,基于洪涝灾害发生前后的Sentinel-1和Sen-tinel-2影像,利用支持向量机对灾前的Sentinel-2影像进行土地利用分类,基于Sentinel-1影像利用水体指数SDWI对灾中、灾后的水体范围进行提取,并结合GIS对研究区的灾情进行评估。结果表明:①基于支持向量机提取的土地利用分类图,总体精度达95.85%;②利用SDWI水体指数法提取的水体范围结果显示灾中、灾后的水体面积分别为36.468 km^(2)、18.770 km^(2),总体精度分别为97.6%和95.4%;③由灾情评估结果可得,曹里乡的受灾情况最为严重,最大水体变化面积达到12.63 km^(2)。

近海台风对“21·7”河南极端暴雨过程水汽通量和动、热力条件影响的模拟

本文利用WRF模式对近海台风“烟花”及“查帕卡”影响2021年7月19日至21日河南极端暴雨的过程进行数值模拟。控制试验(CTL)对台风路径、强度、大尺度环流形势,以及河南暴雨的强度和空间分布型等均给出合理的模拟,基本再现了本次河南极端暴雨的发展过程。敏感性试验表明,在移除台风“烟花”后,副热带高压系统显著南压并在南侧形成东南风急流,河南地区的南风分量减弱、东风增强,东西方向的水汽输送占主导,有利于降水分布型由CTL试验的南—北向转变为东—西向;另一方面,由于低层东南风急流相较于移除“烟花”前的东风急流偏弱,河南降雨区的局地辐合减弱,水汽通量净流入值较CTL试验降低5.81%,且中纬度冷气团西移减慢,引起局地相当位温梯度减弱,最终导致移除台风“烟花”试验的降雨强度偏弱。移除台风“查帕卡”后,大尺度环流形势几乎未受影响,河南南侧的水汽输送略有减弱,因此强降水分布基本与CTL试验类似,降雨强度略有减小。与台风“烟花”相比,“查帕卡”对河南暴雨的影响较弱。

基于复杂网络的郑州市特大暴雨洪涝灾害链研究

以郑州“7·20”特大洪涝灾害链作为案例,采用危险与可操作性分析(HAZOP)法,对城市洪涝灾害的节点和传播路径进行建模,并结合复杂网络理论,选用度、边介数、平均路径长度、连通度等指标定量分析城市洪涝灾害链的脆弱性、关键节点和关键传播路径。在此基础上,提出断链减灾策略,并对其减灾效果进行科学评估。结果表明郑州“7·20”特大洪涝灾害链中节点度数、点介数和特征向量中心度都将关键事件指向交通中断、抗洪物资供应不足、应急指挥不力、地铁进水、生产线爆炸等,而“抗洪物资供应不足-暴雨洪涝”“交通中断-抗洪物资供应不足”“应急指挥不力-暴雨洪涝”这三条边对整个灾害链网络的结构起到关键作用。应急供电、应急通信、应急交通和停工停产可以有效断链减灾,并且以应急供电的断链减灾效果最显著。相关结果可以为有效应对城市洪涝灾害链提供知识图谱,辨识关键节点和传播路径,并建立断链减灾策略。

高分辨率卫星对“21·7”河南特大暴雨监测能力分析

2021年7月20日河南中北部突降暴雨,造成至少302人遇难,这类极端降水事件会对社会经济发展和人类生产、生活造成较大的影响,因此,准确监测这类暴雨事件至关重要。采用定性和定量方法综合评定了主流的10种高分辨率卫星降水产品(CMORPH-Raw、CMORPH-RT、PERSIANN-CCS、GPM IMERG-Early、GPM IMERG-Late、GSMa P-Now、GSMa P-NRT、FY-2F、FY-2G和FY-2H)在本次极端暴雨事件中的适用性,并分析了这10种产品对不同级别降水的监测能力。结果表明,这10种卫星降水产品均可以较为准确地再现出暴雨中心位于河南中北部的空间分布特征,但是所有卫星降水产品均较大程度低估了暴雨中心的降水量。随着降水等级的升高,各类卫星降水产品的命中率下降,TS评分降低,误报率升高。CMORPH-RT对于暴雨量的捕捉能力强于CMORPH-Raw,且对暴雨过程的捕捉能力也更强;GPM IMERG-Late的准确度较GPM IMERG-Early有较大提高;相比于GSMa P-Now降水产品,GSMa P-NRT的准确度较高;PERSIANN-CCS和FY-2F的效果较差,不能捕捉此次极端暴雨事件。对本次暴雨事件而言,CMORPH-RT的效果最好,可以准确捕捉暴雨中心而且量值也与观测最为接近;融合红外和被动微波信息的卫星降水效果优于仅使用红外信息的降水产品,而且卫星反演算法和融合被动微波数据的多少对卫星降水的准确度有较大影响。