2021年7月17日至22日，中国河南省发生了一次极端强降水过程，6天累计降雨量超过1000mm，远远超过该地区的年平均降水量，这在拥有1000万常住人口的河南省省会城市郑州是非常罕见的。2021年7月20日降雨最强，郑州国家气象站测得高达201.9mm的小时极端降水，打破了中国大陆的小时降雨量历史记录。这次暴雨引发了郑州市严重的城市内涝，导致地铁和隧道被淹。

　　为深入理解造成此次极端降水事件的动力、热力、微物理、陆面及边界层过程和条件，了解大尺度环流对局地过程的影响和控制机制，AAS组织出版了郑州暴雨专题“Special collection on July 2021 Zhengzhou Henan Extremem Rainfall Case”，从过程机理、季节预测和短时预报等不同角度，深入分析研究了该极端天气事件发生的物理机制和可预测性。本期专题共征集了6篇文章，相关研究成果将为极端强降雨事件的预报预测这一具有挑战性的工作提供有价值的指导。

《Advances in Atmospheric Sciences》2023年“Special collection on July 2021 Zhengzhou Henan Extremem Rainfall Case”专题封面

　　现将专刊中几篇论文的主要研究内容及结论简介如下：

　　Zhang et al.（2023）基于台站观测和再分析资料，分析了此次暴雨过程的大尺度和中尺度特征及演变过程。其研究表明，行星尺度扰动、位涡(PV)带和双台风为此次暴雨过程提供了关键的水汽条件和不稳定能量，对强降水过程具有重要作用，而中β尺度对流涡旋有利于极端降水强度的维持。

　　Wei et al.（2023）研究了局地过程对7月20日4-5点郑州破纪录极端小时降水的影响机制。对流可分辨的WRF数值模拟结果表明，郑州极端降水发生的条件与暖区暴雨类似，异常北抬的西太平洋副热带高压（WPSH）和台风“烟花”将大量暖湿空气由海上输送至郑州区域，郑州以东、南、北侧的低层辐合气流有利于准静止风暴的维持和发展，并使之停滞在郑州区域。该研究强调了北侧太行山的阻挡作用，促使偏东气流向南偏转，在郑州上空与来自南方的气流辐合；而含丰富水汽的强低空偏东气流进一步阻挡了由降雨引发的冷池及强对流系统的东移，由此导致郑州极端小时降水突破历史记录。

　　Luo and Du（2023）主要关注低空急流（LLJs）对极端暴雨的潜在影响。工作发现天气尺度低空急流（SLLJs）和边界层急流（BLJs）在此次降雨过程中都起到了重要作用，降水的经向移动与低空急流的方向变化有很好的对应关系。在7月20-21日降水最强的阶段，低空急流显著加强并垂直扩展成双低空急流，其中包括850-700 hPa天气尺度低空急流和950 hPa边界层急流。低空急流的耦合作用为强降水过程提供了有利的辐合辐散强迫。该研究也对这两类低空急流的形成机制进行了探讨。

　　Yin et al.（2023）基于数值模拟分析了郑州极端暴雨的大尺度降水效率（LSPE）和云微物理降水效率（CMPE）。研究发现，强烈的低层水汽通量辐合对大尺度降水效率有关键影响。台风“烟花”和西太平洋副热带高压影响下的东南气流，和台风“查帕卡”的偏南气流，都向郑州区域输送水汽。受北侧太行山和西侧伏牛山的阻挡，两支水汽输送通道在郑州辐合，导致郑州大尺度降水效率高。该研究又通过微物理收支分析，探讨了云微物理降水效率高的主要微物理过程，同时对流层中高层干冷空气的侵入加强了降水强度。

　　Luo et al.（2023）通过两组集合预报试验研究了城市下垫面对郑州市极端降水事件的影响。这两组模拟试验分别为：包含所有城市真实下垫面的模拟情景和将最内层模拟区域1-km分辨率的城市下垫面替换为自然下垫面的模拟情景。郑州南部、东南部和东部的城市化导致了下垫面蒸发的减少和郑州上游地区边界层风速的降低，进而导致郑州市的降水有所减少。

　　Hu et al.（2023）以2021年6月底为模拟初始时间，基于中国科学院大气物理研究所季节至年代际气候预测系统（IAP-DecPreS），针对2021年7月西太副高的异常北移开展了集合预测试验，研究了极端强降水事件的背景环流在季节尺度上的可预测性。研究结果表明，此次特大暴雨与西太平洋副热带高压的北移有关，中国东部850 hPa位势高度异常表现为经向偶极型，西太平洋副热带高压低层分量的北移幅度为1979年以来最强。该研究在集合预测试验中分析了850hPa经向偶极型位势高度异常的可预测和不可预测分量，发现可预测信号分量由热带西太平洋正降水异常驱动，与拉尼娜事件对应的热带中东太平洋冷海温异常有关；不可预测噪音分量则主要源自大气内部的次季节变率，但IAP-DecPreS预测的初始场中未同化这种变率信号。

　　REFERENCES

　　Hu, S., T.-J. Zhou, B. Wu, and X. L. Chen, 2023: Seasonal prediction of the record-breaking northward shift of the western Pacific subtropical high in July 2021. Adv. Atmos. Sci., https://doi.org/10.1007/s00376-022-2151-x

　　Luo, Y. H., and Y. Du, 2023: The roles of low-level jets in “21·7” Henan extremely persistent heavy rainfall event. Adv. Atmos. Sci., https://doi.org/10.1007/s00376-022-2026-1

　　Luo, Y. L., J. H. Zhang, M. Yu, X. D. Liang, R. D. Xia, Y. Y. Gao, X. Y. Gao, and J. F. Yin, 2023: On the influences of urbanization on the extreme rainfall over Zhengzhou on 20 July 2021: A convection-permitting ensemble modeling study. Adv. Atmos. Sci., https://doi.org/10.1007/s00376-022-2048-8

　　Wei, P., and Coauthors, 2023: On key dynamical processes supporting the 21.7 Zhengzhou record-breaking hourly rainfall in China. Adv. Atmos. Sci., https://doi.org/10.1007/s00376-022-2061-y

　　Yin, L., F. Ping, J. H. Mao, and S. G. Jin, 2023: Analysis on precipitation efficiency of the “21.7” Henan extremely heavy rainfall event. Adv. Atmos. Sci., https://doi.org/10.1007/s00376-022-2054-x

　　Zhang, G. S., J. Y. Mao, W. Hua, X. F. Wu, R. Z. Sun, Z. Y. Yan, Y. M. Liu, and G. X. Wu, 2023: Synergistic effect of the planetary-scale disturbance, typhoon and meso-β-scale convective vortex on the extremely intense rainstorm on 20 July 2021 in Zhengzhou. Adv. Atmos. Sci., https://doi.org/10.1007/s00376-022-2189-9