利用国家站降水资料分析了2021年7月19～21日河南特大暴雨（简称“21.7”暴雨）在强降水影响范围、持续时间、降雨强度和累计降水量等方面的极端性;基于ERA5再分析数据和广义Omega方程,研究此次过程中影响垂直运动的关键物理因子,并讨论与“75.8”暴雨（1975年8月河南特大暴雨）的差异。结果表明,“21.7”暴雨中河南省约10%测站累计降水量超过500 mm,20日全省平均降水量92.8 mm,居1961年以来历史首位;20日16:00～17:00（北京时）郑州的小时降水量（201.9 mm）打破中国大陆小时降水极值。“21.7”与“75.8”暴雨均伴有台风环流输送水汽,“21.7”暴雨水汽主要来自台风“烟花”和副高之间东南急流的水汽输送,并且水汽辐合层深厚,而“75.8”暴雨存在印度洋西南气流和西太平洋东南气流两支水汽通道。
这两次暴雨中广义Omega方程的总Q矢量散度异常值区与强垂直运动区都有一定的对应关系,“21.7”暴雨的垂直上升运动、总Q矢量散度的强度略弱于“75.8”暴雨,前者的垂直运动主要由低层动力强迫和热力强迫共同造成,在低层触发和加强垂直运动,而后者的垂直运动主要由中低层的热力强迫和低层动力强迫引起,在中层加强垂直运动。垂直运动空间层次分布的差异可能是导致郑州地区更易于出现低质心、高效率的短时强降水的原因之一。