来源｜地球知识局（ID：diqiuzhishiju）
作者｜斯文的樊学长
头图｜IC photo
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。
（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。
（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？
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。
（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
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。
（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。
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。
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。
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。
（图：网络）
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。
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。
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。
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。
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。
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。
暴雨走后会怎样
面对突如其来的灾难，不但郑州民众第一时间自发的组织起来互助互救，政府对救灾进行统筹，消防员和武警也被动员起来参与救灾，封堵可能出现决口的河道，并开辟相应的泄洪通道，保障当地民众的生命财产安全。社会各界的捐助也将逐步到位。加之有了前天（7月20日）的经验，在室内避险成为了绝大多数人的选择，暴雨对郑州市区的危害将会告一段落。
（图：微博@中部战区）
郑州位于黄河的下游地区，这一河段河道突然变宽，导致河水流速下降，河道泥沙淤积。在历史中一旦普降暴雨，便容易出现决口，甚至改道的问题。
（图：微博@中部战区）
历史上，黄河曾经改道26次，决口近1600次，冰冷的数字背后是黄河周边，无数家园被毁，流离失所，进而导致社会动乱的人间惨剧。在如今发达的科技配合有效的组织方式，虽然经历了几次决口与泄洪，中国依旧通过了环境变化带来的大考，让本次特大暴雨转危为安。
同时，郑州的天气也在好转，降水将会减小，对于郑州来说，最困难的时候已经过去了。不过本次降水并未结束，它中心还会继续向北移动，并将影响到河南北部与河北南部，在这里生活的读者要更加关注天气，做好准备。这次强降雨持续时间较长，也许会一直持续到23日左右。
（图：博博）
在可见的未来，烟花可能还会在黑潮附近逗留很久，在此期间，烟花还将继续发育，可能会发育为风力14~15级的强台风，甚至是16级及以上的超强台风。不过，正因为届时烟花已经非常强大，对水汽有了更强的控制力，原本会被送往内陆地区的水汽会逐渐被台风控制，成为其对周边地区狂暴破坏力的源泉。
届时烟花将会开始移动，根据预测的轨迹，23日夜间首先会掠过台湾省北部，之后到达福建北部，最后25左右可能会在浙江登陆。对于经济发达、人口密集的浙沪地区，又会是不小的挑战。从个人的角度讲，提高警惕，提前预备好几天的纯净水和食物，随时关注天气预报便是保护自己的最有效方式。
对于人类来说，天气系统依旧显得如此复杂、多变，甚至做不到准确预测。然而，如今极端天气/气候事件日益频发，又为灾害性天气预报和防灾减灾增加了不小的难度。
（图：网络）
生活在这样的时代，如何应对气候变化，成为了每个人都需要亟需面对的现实。依靠科技发展和船到桥头自然直的躺平心态显然不可取，关注天气，了解防灾和急救知识，是对自己也是对他人负责的表现，毕竟在可见的未来，这些听上去距离自己很遥远的知识，很可能会变得愈发实用。
本文来自微信公众号：地球知识局（ID：diqiuzhishiju），作者：斯文的樊学长