郑州“7·20”特大暴雨内涝成因及灾害防控

当前全球气候变化导致洪涝灾害频繁发生,尤其一些高强度、极端性的城市降水洪涝事件更是严重损害了人民群众的生命财产安全。郑州“7·20”特大暴雨内涝灾害是新中国成立以来最严重的城市内涝灾害,国内外专家学者对暴雨的特性及成因、内涝形成机理与防治途径等开展了大量研究。系统回顾郑州“7·20”特大暴雨城市内涝灾害,梳理了近年来城市内涝及郑州“7·20”特大暴雨内涝灾害的相关研究和主要成果,解析了郑州“7·20”特大暴雨的重现期、时空分布、形成机理等特性;分析了内涝形成机理与防治途径以及城市排水防涝基础设施、洪涝应急指挥、风险管理和城市规划中存在的主要问题。“7·20”特大暴雨具有极端性和难预测性的特点,其中单日和累积降水均超过历史极值。台风、地形以及“雨岛效应”的耦合影响造成了此次强降水天气过程。“7·20”特大暴雨城市内涝灾害暴露出郑州城区排水防涝基础设施、建设存在明显短板,河道防御体系存在瓶颈,应急设施和管理能力不足等问题。基于上述问题,应适当调整内涝防治标准,增强洪涝风险管理与规划建设管控措施,建设外洪内涝同防控的工程体系,加强城市洪涝智慧调度与应急指挥决策等方面的能力。

突发暴雨灾害应急协作网络研究——以郑州“7·20”特大暴雨为例

构建突发灾害应急协作网络,明确应急主体职能分工,是我国应急管理体制建设的重要组成部分。基于郑州市“7·20”特大暴雨灾害,运用社会网络分析法,构建整体网络二维分析框架,依据网络规模、网络凝聚力、网络密度、中心度及凝聚子群等指标进行测度,揭示突发暴雨灾害应急协作网络整体结构与主体角色特征。研究结果表明,郑州突发暴雨灾害应急协作网络类型为闭合紧密型,组织间联系紧密,但领导组织较多,导致应急主体职能交叉,应急效率降低。因此,在突发暴雨灾害应对过程中,应明确领导机构权责划分,加强权力与资源的下放,进一步发挥协作网络在应急管理中的优势。

郑州“7·20”暴雨的精细化特征及主要成因分析

为研究2021年7月20日郑州地区历史罕见暴雨洪涝灾害的精细化特征及其成因,基于实况观测和再分析资料,采用合成分析、距平分析等统计方法对此次暴雨过程进行了分析。结果表明:郑州“7·20”暴雨过程具有突发性极强、短时雨量极强、降水极端性突出的特征;200 hPa存在异常偏强且稳定的高空槽及高空冷涡,使暴雨区上空高层具备强的辐散条件;偏强偏北的副热带高压、台风“烟花”和“查帕卡”向暴雨区持续输送了大量水汽;郑州上空回波发展旺盛,且有对流性回波不断汇聚,呈现明显的“列车效应”;在地形作用下,郑州具备比周边更强烈的低层辐合及上升运动条件,对降水量的增幅起到了重要作用;高、中、低空极为有利的环流配置、极强的水汽条件,以及地形的增幅作用共同导致了此次致洪暴雨过程。

郑州“7·20”特大暴雨卫星云图和双偏振雷达特征分析

利用常规气象观测资料、1°×1°NCEP再分析资料、FY-2G静止卫星及郑州和洛阳CIN-RAD/SA雷达资料,结合探空和地面逐小时区域自动站资料,对“7·20”郑州特大暴雨的环流背景、卫星云图、双偏振雷达特征进行了分析。结果表明:中低层低涡、切变线和200 hPa强辐散的叠置,为郑州“7·20”特大暴雨提供了强劲的动力条件;副热带高压偏强偏北,致台风“烟花”和“查帕卡”外围的东南和偏东急流持续向郑州输送水汽,为“7·20”特大暴雨提供了充分的水汽和能量。卫星云图上,“7·20”特大暴雨主要由2个MαCS和1个MCC所致;在中低层低涡发展初始阶段,2个MβCS增强合并形成MαCS;随着低涡环流的增强,MαCS发展为“块”状和半封闭的螺旋弯曲云带,郑州特强降雨(≥100 mm/h)发生在弯曲云带内。雷达图上,风暴低层前部出现“V”型弱反射率回波缺口,入流速度达16~18 m/s,促使分散的积云回波聚集形成“团”状强风暴;风暴低层强入流的前方有ZDR≥3 dB的半圆弧,而ZDR弧内侧则对应KDP≥3.1°/km和反射率≥55 dBZ的强回波。极强入流促使大量水汽在郑州上空辐合抬升,形成高密度和大直径雨滴聚集区,是郑州极端雨强(201.9 mm/h)产生的直接原因。暴雨过程中,小时最大雨量≥40 mm时,对应区域KDP值为1.7~2.4°/km;小时最大雨量≥100 mm时,KDP≥3.1°/km的回波连成片,伸展高度超过2.2 km,并持续30 min以上。

郑州“7·20”特大暴雨灾害对中国铁路运网的冲击过程和机制

特大暴雨是极端天气,其引发的洪涝灾害给社会经济带来严重损失。铁路是国民经济的大动脉,铁路枢纽既是线路连接的中枢,也是客货流集散的中心。发生在枢纽地区的特大暴雨,在网络关联效应等规律的支配下,将灾害影响通过线路向外传导并放大,从而波及整个铁路网。本文基于列车停运数据,系统分析了郑州“7·20”特大暴雨灾害对中国铁路运网的冲击过程和灾情传播机制。结果表明:(1)从冲击初期到冲击中期,中国铁路运网受冲击节点逐渐增多,停运强度从暴雨冲击中心向外围递减,停运线路从局部线路向关联网络扩散,停运网络从受冲击中心中原地区沿“米”型网络向外围蔓延;冲击末期,停运节点数量减少,停运强度降低,停运强度高值节点和停运网络从外围向暴雨冲击中心收缩。(2)不同承灾体面对同一冲击时,运网形态和结构作出的响应存在分异,高铁更敏感,其恢复力更强。(3)停运网络层级性显著,择优链接效应明显,灾情首先传导至直接关联节点和关联线路再进行扩散;层级性减弱时择优链接效应也随之减弱,集聚性降低,区域小集团数量减少,一体化程度增强,传输效率提升;层级性增强则相反。(4)由于运网的一体性、关联性、沿线传导性等特征,导致运网受灾害冲击时,不仅仅在灾害中心发生停运现象,还会涉及相关节点、线路及其关联区域。本文可为提升中国铁路运输综合防灾、减灾能力,实现安全、可靠运营提供科学依据。

地方政府应急管理效能提升的多重困境与优化路径——基于“河南郑州‘7·20’特大暴雨灾害”的案例分析

提高地方政府防范化解重大安全风险能力是夯实社会稳定和国家安全的坚实基础,提升地方政府应急管理能力是确保人民群众生命财产安全的重要保障。为准确把握重大突发事件中地方政府行为的内在逻辑与现实困境,本文选取“河南郑州‘7·20’特大暴雨灾害”进行个案研究。通过全面回顾灾害演进过程和地方政府应急举措直观地呈现自然灾害与地方政府应急管理实践的相互关系和互动机制,在理念—体系—能力的分析框架下研究发现,理念偏差、体系缺陷和能力不足共同导致地方政府应急管理效能不彰;在此基础上结合开放系统理论提炼出理解地方政府应急管理效能演进的一般模型。研究结论指出,地方政府应急管理效能是理念、体系和能力发展质量及其互动关系的功能函数;提升地方政府应急管理效能需通过催生内在动力和承接外在压力推进应急管理理念现代化,并以应急管理理念现代化引领体系和能力现代化。

重大灾害响应的现实偏向与破解之道

当前,我国重大灾害的应对处置不断超出常规范围,涉及主体更加多元、应对流程更加复杂,灾害响应的系统性特征日益凸显。为破解灾害响应实践中流畅性与有效性不足的困境,本文从“过程—主体”两个维度(即预警响应和应急响应两个阶段,以及政府、社会、公众等多元主体维度)展开探析。选取郑州“7·20”特大暴雨灾害作为典型案例,具体剖析重大灾害响应过程中的薄弱点,得出存在“重信息发布,轻响应行动”“重政府包揽,轻社会参与”“重领导动员,轻机制驱动”的三重现实偏向。最后,基于体系优化视角提出了我国重大灾害响应的纠偏路径。