2021年7月20日，河南省会城市城市郑州普降暴雨，很快便打破了中国单小时降雨量的最大值的记录。引发了严重的城市内涝，低洼地区的内涝很快便从没过小腿，上升到齐腰深，进而没过车顶。一座省会城市的正常生产生活秩序被打断，公交、地铁、航班停运。
顷刻之间，一座城市便成汪洋
（图：网络）
而郑州作为中国重要的铁路交通枢纽，受灾后也导致大量经过郑州的火车停运。郑州市内汽车、仓库、一层底商浸泡在水中。这场暴雨造成的经济损失难以估量。
多辆高铁及火车因暴雨停运，火车站及高铁站内滞留了大量旅客
（图：网络）
郑州位于中国北方，并不是气候态降水的中心大值区。出现如此持续时间长、累积降水量大、强降水范围广、降水时段集中且极端性足够强的降水，确实是令所有人都始料不及的事。
那么郑州为什么会出现如此强烈且集中的降水？气象预报起不到作用吗？
换做谁估计都顶不住啊（7月20日下午4点状况）
前所未有的暴雨
对于中国北方来说，7月末与8月初副热带气压带北移，季风从海洋中带来湿润的水汽，本来就是传统的汛期。这一阶段北方通常会迎来几场大雨，城市中可能会出现内涝，有相关生活经验的老者对此早已习惯。
热带气旋是季风气候的重要参与者，每到夏季，一个接一个的台风逼近大陆并形成大量降水，不过绝大部分都在登陆后减弱，很少能深入内陆
（图：NASA）
郑州靠近中国地形二、三级阶梯的交界处，正好处在地形过渡区。地形抬升气温降低，空气中所能承载的水蒸汽最大容量相应减小（气象里的专业术语叫饱和水汽压降低），水蒸气就容易凝结成雨滴形成降雨。同时郑州又处在北方相对靠南的位置，来自海洋的水汽更容易输送到这里，所以每年这个时候连续几天出现阴雨天气是在正常不过的事
由于南方遍布丘陵的缘故，第二、第三阶梯的分界在南方并不明显，但在北方，从河北到河南，分界非常明显
事实上这次暴雨也并不是突然来临的，自17日起，南起南阳盆地，北抵太行山，河南西部、中部和北部都出现了较大范围的强降雨天气。其中嵩山、偃师、新密、伊川、登封五个气象站打破了建站以来单日降水最大值的记录，部分站点的新纪录直接翻倍。其中新密站相当于一天下了往年大半年的降水量。
在郑州暴雨让城市部分运转陷入崩溃之前，多地都已出现了不同程度的洪涝灾害
（图：微博@映象网）
气系统复杂多变、而降水的形成发展所涉及的物理过程多且复杂，因此即使在超算与芯片被看作强国科技竞赛重点的今天，对于强降水等灾害性天气“定时、定点、定量”的精细化预报服务仍旧是当今的难点和重点。对于本次强降水，气象部门早已发出相关强降水预报并进行监测预警服务，只是预报的降水中心相较于实况观测更偏北。
7月21日下午7点状况：降水中心确实靠北了，豫北以及河北沿太行山一线的压力增加了很多
理论上讲，在太行山山脚下的焦作可能会成为重灾区，因为一方面受地形抬升影响，这里会迎来较大的降水量，另一方面山地巨大的降雨量形成地表径流，变成山洪，最终流入平原时很可能经过焦作。泥石流、滑坡等次生灾害对焦作周边的村民来说也异常危险。所以焦作确实更需要对强降雨严加防范。
太行山以南，焦作、新乡、郑州、开封这个范围，正好是本次极限降水的核心区
17日晚上焦作有关部门就下发了紧急通知，预计18~19日焦作市会迎来500毫米左右的强降雨，建议转移财产到安全的地方，准备2~3天食品和饮用水，减少不必要的外出。20日暴雨的中心郑州市距离预测地点并不远，仅仅相隔一百千米。
7月19日08时~20日08时降水预报（郑州距离预报中心有一段距离）
20日，很多郑州人依旧早早起床准备上班，只是发现内涝足以打湿裤腿，很多原本驾车出行的人选择转换交通方式，所以那天地铁的乘客尤其多。然而，接下来的暴雨超乎了绝大多数人的预料。
20日晚，多人因特大暴雨而被困于地铁中，即使是救援及时反应进行施救，但仍有不幸遇难者
然而雨一直没有停，下午4点至5点之间，郑州本站1小时累计降水量达到201.9毫米，相当于去年郑州总降水量的三分之一。远超2002年7月2日广东茂名创造的168.3毫米的记录。成为遍布中国大陆的2418个国家级气象站中，单小时雨量最大的一个。同时也创造了全球大中城市单小时降雨量的记录。到了下班的时间恰逢水位上涨，几百万郑州人的回家路变得异常艰险。
最终，20日凌晨两点到次日凌晨两点，一天的时间，郑州降水622毫米，相当于下了往年一年的降水量。作为对比，近日德国暴雨的重灾区科隆，一天降水量尚未到达200毫米。本次郑州大雨的夸张程度与危害性可见一斑。
这个极其罕见的降水量高峰，一下子拉高了郑州当天降雨量
气候异常的综合影响
不久前我局曾经介绍过今年北美洲异常高温。全球气候是一个整体，受北美这一事件的影响，副热带高压提前大幅度北移，7月20日副高中心脊线位于中国东北，强盛的季风环流控制了南起三亚，北至北戴河的广大区域。富含太平洋水汽的东南风在中国大部分区域畅通无阻。副高异常偏北是本次河南暴雨的大气环流基础。
此时副热带高压偏北，季风环流可以在以南的区域畅行无阻
至于在季风畅通无阻的情况下，水汽为什么偏偏被输送到了河南，就与最近在东海出现的台风“烟花”、南海出现的台风“查帕卡”有关了。两个台风正在发展过程中，对于水汽的控制能力还不够强。尤其是台风“烟花”其外围形成的偏东低层急流，从太平洋上空源源不断带来充沛的水汽，大幅加强了对于陆地的水汽输送，成为本次河南强降水的弹药储备。
在台风烟花与郑州之间事实上形成了一条水汽走廊，将大量太平洋上的水搬到了郑州上空，相当于远距离空运巨量的降水弹药
其中台风烟花的特殊性，是本次郑州强降雨出现的重要因素。热带风暴烟花于7月18日生成，当时烟花还比较弱，无法牢牢控制周边的水汽，而是在副高北移的基础上变成了太平洋水汽的大型水泵，在副热带高气压带与台风之间形成了一条稳定的水汽输送带，将太平洋的水汽加速运送至中国。
然而因为周边其他台风的出现，烟花变得非常稳定，滞留于暖流黑潮附近，吸收黑潮的能量迅速膨胀。
将台风的一小部分搬到郑州，那就是大灾害
在7月18日水汽被台风加速输送到北京西部地区，引发了一场大暴雨。而这仅仅是“烟花”牛刀小试。到20日，“烟花”中心附近的风力已达12级，输送水汽的强度进一步增加，以至于在它的加持下，郑州上空5000米以内的大气都被强劲的东南风控制。
同理，来自印度洋的西南季风通常对中国大部分地区影响有限，如今被台风“查帕卡”影响，长驱直入2000千米，来到中原大地与太平洋的水汽会师，对郑州暴雨起到推波助澜的作用。
7月20日晚6点半大致状况
当水汽遇到伏牛山、熊耳山以及太行山后，遇地形强迫抬升，偏东急流携带的的暖湿气团温度快速下降，水蒸气凝结成水滴，形成密集降水。同时，郑州当地形成的低涡加剧了此次暴雨的强度。
在副高北移、台风、地形、当地形成利于降水的局地天气系统的总和综合影响下，郑州暴雨就这样发生了。
本文来自微信公众号：地球知识局，作者：斯文的樊学长
