郑州“7·20”特大暴雨极端性成因分析

利用常规气象观测资料、ERA-5水平分辨率0.25°×0.25°再分析资料、FY-4A云顶亮温资料和6.2μm卫星水汽图像、洛阳双偏振天气雷达等资料,采用等熵面水汽输送、位涡及对称不稳定等动力诊断分析方法,对郑州“7·20”特大暴雨极端性成因进行了分析。结果表明:(1)暴雨期间,台风“查帕卡”“烟花”建立了良好的水汽输送通道,在308 K等熵面上郑州地区存在由气压高值区向低值区爬升的暖湿输送带,为暴雨产生提供了充沛的水汽条件。(2)在北上的台风“查帕卡”、西进的台风“烟花”、西伸加强的副热带高压及中心位置稳定少动的蒙古高压共同作用下,蒙古高压和副热带高压包围的α中尺度黄淮低涡在向东北方向移动的过程中发生分裂,在高空位涡异常、低层暖锋式切变及大尺度降水产生的凝结潜热作用下,在洛阳附近生成了深厚稳定的β中尺度低涡,是郑州极端暴雨事件的主要影响系统。(3)洛阳β中尺度低涡西南部中高层有较强的干冷空气沿着其南部的偏西气流向郑州附近相对湿度为95%的大湿度区侵入,同时500 hPa干冷西风气流和西南气流汇合区中的Q矢量辐合也进一步增大,有较强的强迫上升运动;中低层850 hPa和700 hPa的东南暖湿急流和偏北急流的暖锋式切变线在郑州形成了对流和对称不稳定;低层有较强的辐合,高层有明显的辐散。在这种极为有利的热力、动力条件下,在洛阳β中尺度低涡东南部触发了郑州附近强对流的发生。(4)郑州2021年7月20日16到17时201.9 mm/h的最大雨强是由TBB大值中心低于-64℃的上冲对流云砧后部(西南部)的对流云团造成的,对应最大雷达回波强度达60 dBZ,并在郑州上空滞留长达1 h。