2021年7月中下旬我国河南省遭遇罕见极端暴雨，造成巨大的人民生命财产、社会经济和公共建设等重大损失，引起了政府和大众对该次暴雨事件成因及相关预报预警系统的关注，也引发气象学界对该极端事件的发生机制及其可预报性来源的探讨。

近期，我院徐邦琪教授团队与中国气象科学研究院、韩国釜山大学等学者合作，基于再分析数据和参与WMO次季节-季节预测项目（S2S）的业务模式数据，揭示了季节内振荡扰动及其与季节平均场相互作用对河南暴雨发生和预报的重要性。尺度分解的水汽收支诊断结果表明，驱动河南地区持续强降雨的主要过程为不同尺度扰动风场对背景水汽的辐合作用，其中，北半球夏季季节内振荡的两种模态（10–30天的准双周振荡和 30–90天的低频季节内振荡）极少见地滞留于相同位相—低层气旋环流出现于热带西北太平洋，反气旋环流出现于中纬度西北太平洋—共同引发了强盛的东南风，将海洋上大量水汽往河南地区输送，受地形影响产生水汽辐合；而在对流层上层，横跨欧亚大陆的10–30天波列有助于维持河南地区的高层辐散及低层水汽辐合作用。两种尺度的季节内振荡为强降雨的持续性提供了有利条件，而天气尺度扰动主要贡献于该次事件的降水极端性。S2S业务模式在提前1到2周对该极端事件的预测技巧有限，普遍低估降水强度和持续性，主要归结于模式对季节内振荡相关环流以及尺度相互作用的预测偏差。

该研究成果已发表在《Weather and Climate Extremes》期刊。

论文信息：

Hsu, P.-C., J. Xie, J.-Y Lee, Z. Zhu, Y. Li, B. Chen, and S. Zhang, 2023: Multiscale interactions driving the devastating floods in Henan Province, China during July 2021. Weather. Clim. Extremes., 39, 100541. DOI: 10.1016/j.wace.2022.100541

图1 “21.7”河南暴雨不同阶段的水汽收支诊断和大尺度环流配置。（a）暴雨发展阶段（7/17–7/19）多尺度相互作用引发的水汽辐合（单位：10⁻⁴ kg m⁻² s⁻¹），蓝色（绿色）柱条表示基于ERA5（JRA55）的计算结果。（b–d）依次为对流层中低层（地表积分至500 hPa）的 >90天背景水汽场（填色；单位：kg m⁻²）和 850 hPa 天气尺度（<10天）, 10–30天以及 30–90天扰动风场 （矢量；单位：m s⁻¹）。（e–h）为暴雨峰值阶段（7/20）的结果。图（b）和（f）中的台风符号标志台风“烟花”的位置。