任宏昌，張恒德,2

(1.國家氣象中心，北京 100081； 2.中國氣象局-河海大學水文氣象研究聯(lián)合實驗室，北京 100081)

我國地處東亞季風區(qū)，汛期始于夏季風的爆發(fā)，夏季風自南向北推進過程會經(jīng)歷兩次北跳和三次停滯，分別對應華南前汛期、江淮梅雨以及華北東北雨季。8月中旬以后，夏季風逐漸南撤，直至退出我國，汛期也逐漸結束。在夏季風充沛的水汽供應下，我國汛期暴雨頻發(fā)，具有季節(jié)性強、暴雨強度和持續(xù)時間長等特征。已有研究表明，持續(xù)性的暴雨事件是造成城市內(nèi)澇、洪水以及泥石流等自然災害的最主要因素[1-5]。近年來，城市洪澇的防災減災問題日益受到廣泛關注和高度重視，針對汛期洪澇災害的風險評估和防控，以及城市適應環(huán)境變化和應對自然災害能力等研究也成為重要的前沿問題[6-10]。

我國暴雨的空間分布差異較大，總體由東南向西北依次遞減。其中，西南地區(qū)、江漢、江淮、江南以及華南是暴雨多發(fā)地區(qū)[11]。近幾十年來，我國城市化進程迅速，城市自然水文條件發(fā)生了明顯改變。城市區(qū)域下墊面不透水比例增加，雨水匯流的水力效率更高，在城市排水設施不暢的影響下，遇到短時強降水，更容易引起城市內(nèi)澇，甚至人員傷亡[12]。此外，在全球變暖背景下，大城市的熱島效應、雨島效應更加明顯，降水也越來越向城區(qū)集中，許多大城市的觀測站均出現(xiàn)了突破歷史極值的暴雨事件[13]。出現(xiàn)在大城市的致洪暴雨造成的災害往往更嚴重，如2016年7月，我國南方大部地區(qū)遭遇特大暴雨洪澇事件，武漢遭受了損失最為嚴重的單次災害[14-15]，南京主要河湖水位均超歷史記錄[16-17]，給流域居民生命財產(chǎn)等造成巨大的損失。

2021年7月17—22日，河南中部和北部發(fā)生特大致洪暴雨，其中19日14時至21日8時是強降水最集中的時段，鄭州、許昌、洛陽、平頂山地區(qū)出現(xiàn)特大暴雨，21—22日強降水中心移到河南北部。此次極端暴雨天氣過程具有持續(xù)時間長、累計雨量大、降水強度極端性強等特征，導致了極為嚴重的洪澇災害。其中鄭州出現(xiàn)了歷史罕見的特大暴雨(鄭州“7·20”暴雨)，單日降水量和小時降水量均顯著超過當?shù)赜杏涗浺詠淼臉O值，給這座城區(qū)人口規(guī)模達到670余萬人的現(xiàn)代特大城市帶來極大損失，軌道、公路、電力及通訊等設施一度遭到中斷，這場洪澇災害也嚴重影響了南北鐵路干線的正常運營。值得注意的是，此次造成嚴重城市洪澇災害的暴雨，其高空環(huán)流特征與典型的黃淮暴雨形勢[18]有著顯著差異，且沒有明顯的中層切變和地面氣旋配合。因此，本文側(cè)重于分析鄭州“7·20”暴雨降水過程的極端性、大尺度環(huán)流特征以及地形對暴雨位置和強度的影響，以期能為極端降水事件、城市暴雨洪澇災害的預報提供參考。

1 研究資料與方法

1.1 研究資料

本文采用的地面降水觀測資料來自國家氣象信息中心整編的2 479個國家級氣象站觀測資料，時間自1951年1月至2021年7月，包括逐日降水量(北京時間8時至次日8時)、逐小時降水量、逐分鐘降水量等資料。上述資料均經(jīng)過國家氣象信息中心的質(zhì)量控制和極值檢驗。雷達拼圖數(shù)據(jù)來源于全國天氣雷達臺站上傳的PUP產(chǎn)品數(shù)據(jù)，拼圖水平分辨率為0.01°×0.01°，時間分辨率為6 min。采用歐洲中期天氣預報中心發(fā)布的第5代全球氣候再分析資料數(shù)據(jù)集(the fifth global reanalysis，ERA-5)分析此次特大致洪暴雨的環(huán)流形式。該數(shù)據(jù)采用實時更新方式，提供1950年至今的高分辨率全球大氣再分析數(shù)據(jù)，以全球網(wǎng)格形式發(fā)布，水平分辨率為0.25°×0.25°，時間分辨率為1 h。ERA-5再分析數(shù)據(jù)集的垂直方向上從1 000 hPa到1 hPa，共37層。本文采用的主要物理量包括格點位勢高度場、水平風場、散度場、比濕、垂直速度場、地表氣壓等。

1.2 研究方法

合成分析時，逐日再分析數(shù)據(jù)物理量場與降水量的合成存在一定差異。再分析物理量場的日值數(shù)據(jù)采用當日逐24 h數(shù)據(jù)平均值，包括位勢高度場、水平風場、散度場、比濕、垂直速度場等，將北京時間7月20日8時至7月21日8時，作為7月20日數(shù)據(jù)，以此類推。在分析暴雨過程時，物理量場分析采用此次暴雨過程期間(2021年7月17—22日)逐日數(shù)據(jù)的平均值。此外，對于降水數(shù)據(jù)的合成則采用累加的方式，如7月20日16—17時降水量采用16時0分至16時59分的逐分鐘降水量的累加值，7月20日降水量采用7月20日8時至7月21日8時期間逐小時降水量的累加值，暴雨過程降水量則采用暴雨過程期間(2021年7月17—22日)逐日降水量的累加值。

標準化異?？捎行П容^不同變量的異常程度，可以更好地表示暴雨過程及環(huán)境條件的極端性，標準化異常度的表達式為

(1)

式中：D為標準化異常度；F為所分析的特定時刻的變量x(如7月20日的500 hPa位勢高度)的值；σ為變量場30 a(1991—2020年)的氣候標準差。

D表示變量場的異常是氣候標準差的多少倍。文中以水汽通量及其散度來分析暴雨產(chǎn)生的水汽條件及來源，采用下式計算整層垂直積分的水汽通量矢量：

Q=Qλi+Qφj

(2)

式中：g為重力加速度；Qλ、Qφ分別為水汽通量矢量Q在緯向和經(jīng)向的水汽輸送通量；ps為地表氣壓，用于消除地形的影響；u、v為風矢量的緯向和經(jīng)向分量;q為比濕。

由于大氣中的水汽主要集中于對流層低層，因此本文水汽通量的整層積分指從地表到300 hPa的垂直積分。

2 “7·20”暴雨特征分析

2.1 暴雨過程時空分布特征

鄭州地跨黃河、淮河兩大流域，是中國洪水災害危險程度較重區(qū)域[19]。研究[20-21]表明，近年來鄭州地區(qū)年最大降水量呈增加趨勢，暴雨頻率與暴雨雨強也呈現(xiàn)逐年上升趨勢，暴雨歷時則呈現(xiàn)逐年下降趨勢，表明鄭州地區(qū)暴雨的極端性逐漸增強。2021年7月17—22日，河南省出現(xiàn)歷史罕見的極端強降水事件，中部和北部地區(qū)出現(xiàn)暴雨或大暴雨?！?·20”暴雨降水過程持續(xù)時間長、累計雨量大。強降水中心主要位于鄭州、新鄉(xiāng)、鶴壁和安陽，有6個觀測站累計降水量超過700 mm(圖1(a))。此次降水過程的最強降水時段在 19—21日。其中，7月20日，位于暴雨中心的鄭州市國家級氣象觀測站日降水量達到624.1 mm，接近鄭州全年降水量，超過鄭州站原日降水最大值的3倍。鄭州氣象觀測站最大小時降水量達201.9 mm(圖1(b),20日16—17時)，突破中國大陸小時降水量歷史極值(198.5 mm，河南林莊，1975年8月5日)。受本次強降水的影響，鄭州地區(qū)出現(xiàn)嚴重的城市內(nèi)澇、一些河流出現(xiàn)超警戒水位，個別水庫潰壩，部分鐵路停運、航班取消，造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失。

2.2 暴雨的極端性

此次暴雨過程的另一特征表現(xiàn)為突發(fā)性極強、短時雨量極強、降水極端性突出。河南全省有7個國家級氣象站1 h降水量突破建站以來小時降水量極值。過程降水落區(qū)集中在太行山東南側(cè)和伏牛山東北側(cè)(圖1(a))，而通過分析過程累計降水量超過600 mm觀測站的1 h降水量時間序列(圖2)發(fā)現(xiàn)，河南中部伏牛山東北側(cè)的強降水與河南北部太行山東南側(cè)的強降水出現(xiàn)的時間不一致。河南北部的強降水主要集中于7月21—22日，最大小時降水量為50～80 mm，且降水呈雙峰或多峰形分布，短時強降水過程存在一定的間歇期。而河南中部降水時段為7月19—20日，強降水主要集中在鄭州周邊。鄭州站的小時降水分布呈現(xiàn)顯著的單峰形分布，強降水時段極為集中，短時雨量極強。7月20日16—17時，鄭州站1h降水量達到201.9 mm，突破我國大陸國家級氣象觀測站有記錄以來的小時降雨量歷史極值。相較而言，此前鄭州站的日降水量(24 h)最大值也僅為184.1 mm。此外，此次降水過程中鄭州站小時雨強的極大值呈現(xiàn)顯著的局地性，其相鄰國家級觀測站最大小時雨強為50～75 mm，與鄭州站的小時降水量存在顯著差距。

圖1 2021年7月17—22日過程累計降水量和最大小時降水量Fig.1 Process cumulative precipitation and maximum hourly precipitation from 17 to 22 July, 2021

圖2 2021年7月17—22日過程降水量大于600 mm的國家級觀測站逐小時降水量Fig.2 Hourly precipitation at national observation stations with total precipitation greater than 600mm from 17 to 22 July, 2021

從分鐘降水情況看，7月20日清晨、上午以及午后，鄭州已經(jīng)間歇性出現(xiàn)中等強度降水，分鐘降水量達到1 mm以上，但持續(xù)時間較短，為10～15 min。15時30分起，鄭州地區(qū)降水量開始迅速增加，分鐘降水量可達到3 mm以上。16時起，分鐘降水量始終維持在3 mm以上，其中降水量極大值出現(xiàn)在16時38分，分鐘降水量達到4.7 mm。對于我國而言，3～4 mm的降水量已經(jīng)屬于異常偏強的極端降水，持續(xù)時間也往往較短。而鄭州最大分鐘降水量可達4.7 mm，且持續(xù)時間極長。如此高強度的降水得以維持如此長時間，是歷史罕見的。

分析表明，無論是日降水、小時降水還是分鐘降水量，此次暴雨過程均具有很強的極端性，尤其鄭州暴雨突發(fā)性強、短時雨量極大，具有明顯局地性特征。因此，本文將重點分析7月20日鄭州極端致洪暴雨的中尺度特征及主要成因。

2.3 暴雨過程的中尺度對流特征

從20日白天起，受低渦影響，鄭州地區(qū)及其東南部上空已經(jīng)出現(xiàn)團狀對流云團，并在向西北方向移動的過程中逐漸組織化，形成中尺度對流系統(tǒng)。此時鄭州及其周邊地區(qū)呈現(xiàn)強回波特征，最強回波強度達到45 dBZ，降水強度開始逐漸增強。自20日12時起，鄭州地區(qū)維持強回波特征的同時，在其西南方向的南陽、平頂山一帶不斷有新的對流單體觸發(fā)，逐漸發(fā)展加強，并沿伏牛山脈向其東北方向的鄭州移動。鄭州上空雷達組合反射率逐漸增強，中心強度達到50 dBZ以上，降水主要集中在鄭州南部及其周邊地區(qū)。20日15時起(圖3(a))，鄭州南部的駐馬店、漯河一帶亦開始有對流單體新生，并不斷向北發(fā)展。而南陽一帶的對流云團則向東北方向移動，與漯河、駐馬店方向移來的對流云團合并后向鄭州地區(qū)移動，伴隨著降水強度逐漸增強。16—17時，合并后的對流云團發(fā)展進一步加強，其南部生成的對流系統(tǒng)不斷沿山脈向河南中部移動，使得強降水核心區(qū)始終停留在鄭州地區(qū)。強雷達回波(45～55 dBZ)在鄭州地區(qū)上空維持長達1 h，最高達到55 dBZ以上(圖3(b)(c))。長時間、強回波的對流系統(tǒng)也為當?shù)貛砹藰O強的降水，小時降水量高達201.9 mm。在強盛的偏東、偏南暖濕氣流影響下，對流系統(tǒng)不斷觸發(fā)新生，并沿山脈向鄭州地區(qū)匯集。與此同時，新的對流單體在舊的單體后方不斷生成，整個對流系統(tǒng)不斷向北移動發(fā)展，呈現(xiàn)明顯的列車效應。

圖3 7月20日黃淮流域大于或等于10 dBZ雷達組合反射率因子拼圖Fig.3 Combined pictures of radar composite reflectivity factor for Huanghuai Basin on July 20th

20日夜間起，鄭州南部的駐馬店、漯河一帶新生的對流系統(tǒng)移動方向逐漸偏北，向開封方向移動。而平頂山一帶的對流則逐漸減弱，不再向鄭州地區(qū)補充新的對流系統(tǒng)。鄭州地區(qū)對流結構亦逐漸松散，降水強度逐漸減弱(圖3(d))。

3 “7·20”暴雨成因分析

3.1 環(huán)流背景和主要影響系統(tǒng)

此次致洪暴雨過程中，高、中、低緯度的多尺度系統(tǒng)(包括副熱帶高壓、大陸高壓、低渦、臺風、低空急流)的互相配合，為暴雨提供了非常有利的環(huán)流背景。從7月20日200 hPa位勢高度場可以發(fā)現(xiàn)(圖4(a))，南亞高壓呈現(xiàn)明顯的偏強、東伸。在河套地區(qū)附近存在一個異常偏強、偏深的高空槽，河南北部呈現(xiàn)弱的高壓脊。而在東部的黃海地區(qū)，19日起一直存在一個高空冷渦，日本海則存在異常偏強的阻塞高壓脊。通常情況下，200 hPa位勢高度場氣流相對平直。然而此次降水過程呈現(xiàn)了少見的高空波列，且在強降水發(fā)生發(fā)展期間位相穩(wěn)定少動。河南地區(qū)位于異常偏強的高空槽前，高空氣流呈強輻散，其200 hPa散度的異常值超過氣候平均標準差的4倍以上，為底層對流系統(tǒng)的發(fā)展提供了有利條件。對于500 hPa而言，此次降水過程前期，副熱帶高壓異常偏強偏北，其脊線在7月15日突然北跳，并穩(wěn)定維持在37°N以北，較常年平均偏北約13個緯距。7月20日500 hPa高空圖顯示(圖4(b))，河南地區(qū)東北部為顯著偏強的西太平洋副熱帶高壓，在其南側(cè)建立了偏東風水汽輸送通道。值得注意的是，副熱帶高壓的異常偏強偏北程度達到氣候平均標準差的2倍以上。河南西北部則為異常偏強的大陸高壓，在河南西部存在一個尺度較小的渦旋。與此同時，位于西北太平洋的2021年6號臺風“煙花”則在不斷北移加強，并于20日加強為臺風級，其北部的偏東風氣流同樣得到加強，河南位于異常偏北偏強的副熱帶高壓以及西北太平洋臺風“煙花”之間，兩者疊加的強氣壓梯度使得偏東風氣流顯著加強，為此次強降水過程提供了充沛的水汽來源。此外，位于我國南海的2021年7號臺風“查帕卡”也于7月19日夜間加強至臺風級，并不斷向北移動。低層的850 hPa上(圖4(c))，河南西部開始出現(xiàn)明顯的氣旋性切變。值得注意的是，925 hPa的環(huán)流特征圖上(圖4(d))，河南中部存在3支氣流向鄭州地區(qū)匯集，分別為南部的東南氣流、東部的偏東風氣流、河南北部經(jīng)太行山脈阻擋后轉(zhuǎn)向南的偏東北風氣流。3支攜帶大量水汽的氣流匯集在鄭州地區(qū)，是此次特大致洪暴雨過程發(fā)生的重要原因。

圖4 7月20日不同位勢高度的風場及高度場距平Fig.4 Wind field and height field anomalies at different geopotential heights on July 20th, 2021

3.2 水汽條件

水汽對于極端強降水的發(fā)生起著至關重要的作用。造成城市洪澇的暴雨過程中，總可以觀測到強水汽輸送通道的存在。在有利的環(huán)流配置下，充沛的水汽沿通道被源源不斷地輸送到暴雨區(qū)，并在該地區(qū)輻合，使得暴雨降水強度大、持續(xù)時間長，導致城市洪澇的發(fā)生[1,22]。從整層積分的水汽通量圖(圖5)可以看到，此次致洪暴雨過程有2條明顯的水汽通道：來自西北太平洋一直延伸到河南地區(qū)的偏東水汽、從我國南海自南向北延伸到河南地區(qū)的偏南水汽。由于副熱帶高壓偏強偏北，其南緣的偏東氣流與臺風“煙花”北側(cè)的偏東氣流相疊加，建立了一條非常強的自東向西水汽輸送通道，將西北太平洋的水汽源源不斷地輸送到河南地區(qū)。此外，我國南海臺風“查帕卡”加強至臺風級，并不斷向北逼近我國廣東。在“查帕卡”和強而深厚的西南季風的共同作用下，一條自南向北的水汽通道亦建立起來，將南方的水汽持續(xù)向北輸送至河南地區(qū)。2條水汽通道在河南地區(qū)輻合，使得河南中東部地區(qū)的水汽通量平均可達600 kg/(m·s)以上，偏離氣候態(tài)超過3個標準差。作為對比，同期該地區(qū)水汽輸送的氣候態(tài)則僅為300 kg/( m·s)左右，表明在多個大尺度系統(tǒng)的共同影響下，鄭州地區(qū)的水汽輸送異常強盛，具備了極為有利的暴雨發(fā)生條件。

圖5 7月20日水汽通量Fig.5 Moisture flux on July 20th, 2021

從水汽通量及其散度的時間演變(圖6)可以更清晰地看出，7月17—18日，已經(jīng)有來自西北太平洋和南海的水汽向河南東部輸送。但由于臺風“煙花”與“查帕卡”位置均偏南，水汽在河南東部呈自南向北輸送，水汽通道并未完全建立，且不利于地形抬升。7月19—20日，隨著臺風“煙花”與“查帕卡”的不斷加強并北移，來自西太平洋和南海的水汽輸送顯著增強，建立起2條清晰的水汽通道，并在河南中部和北部形成強烈的水汽輻合，19日起，鄭州地區(qū)的水汽通量散度異常超過3個標準差，而20日更是達到5個標準差以上，水汽通量散度的極端性比水汽通量本身更強。此外，從環(huán)流形勢上看，19—20日臺風“煙花”有著明顯的西移，而“查帕卡”亦有向北的移動，在增強水汽輸送的同時，也有利于對流系統(tǒng)長時間維持在同一地區(qū)。鄭州地區(qū)長時間、高強度的水汽輻合，是此次強降水過程持續(xù)時間長、降水強度大的重要原因。

圖6 7月17—20日水汽通量及其散度Fig.6 Moisture flux and its divergence from 17 to 20 July, 2021

3.3 地形對致洪暴雨的增幅作用

綜上，大尺度環(huán)流背景非常有利于強降水的發(fā)生、發(fā)展，并且暴雨區(qū)具備極為充沛的水汽。然而，鄭州地區(qū)的短時強降水呈現(xiàn)明顯的局地性，小時降水量顯著高于周邊地區(qū)，這與地形的增幅作用有著密切關聯(lián)。鄭州地區(qū)地形地貌比較復雜，橫跨我國第二級和第三級地貌臺階，由中山、低山、丘陵過渡到平原，山區(qū)丘陵與平原分界明顯[23]。已有研究表明，太行山脈等地形，對華北暴雨強度及中心位置有著顯著的影響，且對垂直運動和水汽輻合有明顯增幅作用[24-25]。7月20日強降水長時間維持在鄭州城區(qū)上空，與鄭州周邊伏牛山脈、嵩山山脈、太行山山脈的疊加影響有著密切的關聯(lián)。如圖7所示，鄭州地區(qū)位于伏牛山、嵩山的東北方向，太行山脈以南。河南東部存在一支強的偏東風急流，使得水汽向鄭州地區(qū)不斷匯集，最遠到達鄭州西部的嵩山山脈。而這支偏東風急流的北部在遇到太行山脈時，受地形的阻擋而向南偏轉(zhuǎn)，仍然匯向鄭州地區(qū)。與此同時，鄭州南部也存在一支沿伏牛山脈北上偏南風氣流。鄭州地區(qū)南部、東部、北部均有顯著的低空氣流流入，而西部為山脈所阻擋，為暴雨區(qū)的上升運動、水汽輻合提供了非常有利的條件。

圖7 河南地區(qū)地形高度150 m以上區(qū)域及7月20日925 hPa高度風場Fig.7 Topography near Henan Province and wind field at 925 hPa on July 20th, 2021

由圖8(圖中灰色為地形高度)可知，在暴雨區(qū)東側(cè)，對流層中低層有著深厚的東風急流，垂直上升運動主要集中在111°E～115°E之間，山脈迎風坡上空對流層整層均維持強上升運動。并且，其東側(cè)的平原地區(qū)也維持非常強的上升運動，一直延伸到約115°E，鄭州地區(qū)(113.39°E)處于上升運動最強烈的區(qū)域附近。從水平風場來看，鄭州地區(qū)上空850 hPa以下呈現(xiàn)非常強的水平風場輻合，而在穩(wěn)定的環(huán)流配置下，850 hPa以上呈現(xiàn)強的水平輻散，為暴雨的發(fā)展提供了非常有利的條件。暴雨區(qū)南側(cè)，925 hPa以上直至對流層頂，均呈現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定的偏南風。偏南風氣流經(jīng)過鄭州南部迎風坡一定程度的地形抬升后(31°N附近)，南風分量和上升運動迅速加強。在接近暴雨區(qū)后，上升運動發(fā)展更為強烈，鄭州(34.42°N)和嵩山山脈上空呈現(xiàn)強的上升運動和低層輻合。此外，高空700 hPa以上同樣具備較好的輻散條件。在偏南氣流到達更北部的太行山時，上升運動再次得到加強，出現(xiàn)另一個中低層的水平輻合中心。

圖8 7月20日鄭州地區(qū)水平和垂直運動及水平運動散度Fig.8 Horiz ontal and vertical movements, and horizontal divergence of wind field in Zhengzhou area on July 20th, 2021

綜上所述，在穩(wěn)定的環(huán)流形勢下，攜帶大量水汽的偏東氣流和偏南氣流在河南中部交匯。暴雨的上升運動通常是中尺度的，而此次過程中，暴雨區(qū)附近較大范圍地區(qū)出現(xiàn)強的上升運動，其中鄭州地區(qū)北部、西部和南部地形起到了重要的阻擋和抬升作用，使得鄭州處于上升運動和低層輻合最強烈的區(qū)域。低空850～700 hPa的垂直速度極端性顯著，最大可偏離氣候態(tài)8個標準差以上，表明動力抬升條件的極端性較水汽條件更加顯著。在高層異常強的輻散條件配合下，最強暴雨出現(xiàn)在了這一區(qū)域，表明鄭州地區(qū)北部、西部和南部的地形對于極端強降水的增幅起到了關鍵作用。

4 結 論

a.鄭州“7·20”暴雨過程，高層環(huán)流系統(tǒng)穩(wěn)定少動，暴雨區(qū)位于高空槽前，上空呈強輻散，為低層的輻合上升提供了有利條件。中層副熱帶高壓和臺風“煙花”之間強的氣壓梯度增強了位于兩者之間的偏東氣流，與南海臺風“查帕卡”和西南季風之間的偏南氣流同時匯入鄭州地區(qū)。在上述環(huán)流背景下，鄭州上空回波發(fā)展旺盛，且有來自西南、東南方向的對流性回波不斷向暴雨區(qū)匯聚而來，呈現(xiàn)明顯的“列車效應”，使得強降水長時間維持在鄭州上空。

b.鄭州“7·20”暴雨的直接原因之一是極端的水汽條件。在副熱帶高壓、臺風“煙花”以及臺風“查帕卡”的共同作用下，暴雨區(qū)的整層水汽通量遠超氣候平均值，異常程度達3個標準差以上。而暴雨區(qū)的水汽通量散度異常程度更為顯著，水汽輻合異常達到5個標準差以上，使得暴雨區(qū)具備極為充沛的水汽條件。

c.地形對鄭州“7·20”暴雨起到了重要增幅作用。在伏牛山、嵩山、太行山等地形的阻擋和抬升作用下，暴雨區(qū)具備強烈的低層水平風場的輻合和上升運動條件。鄭州周邊地形對暴雨位置的穩(wěn)定維持，以及降水量的增幅起到了重要作用。

本文對鄭州“7·20”暴雨的精細化特征及主要成因進行了分析。然而，仍需針對致洪暴雨的中尺度渦旋發(fā)生發(fā)展機制、短時強降水發(fā)生的云物理機制等進行深入研究。此外，復雜地形下對流系統(tǒng)是如何觸發(fā)和發(fā)展的、不同地形高度對于降水增幅的物理機制和增幅程度等問題，也尚需進一步探索。