2016年7月18～22日华北暴雨天气过程分析

龚克坚，姚素香

(1.民航宁夏空管分局气象台，宁夏 银川 750009；2.南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室，江苏 南京 210044)

1 引言

暴雨是指大气中降落到地面的水量每日达到和超过50 mm的降雨[1]，其通常在短时间就可以造成巨大的积水，形成流域洪涝、城市内涝，甚至能次生地质灾害。华北地区降水集中，具有突发性强、强度大等特点，如2012年7月21日至22日8时左右，北京及其周边地区遭遇特大暴雨及洪涝灾害引起了多人伤亡，造成巨大的经济损失，很多研究对2012年的7.21暴雨成因进行了细致分析[2-4]。在2016年7月18～22日，华北地区又经历了一次持续极端暴雨天气过程，而关于本次过程的分析并不多见。因此本文利用站点观测降水资料，基于地面站点观测降水资料的中国区域日降水融合资料[5]和ERA-interim逐六小时再分析资料[6]，旨在分析此次暴雨天气过程的高中低空和地面形势。

2 暴雨概况

2016年7月中旬以后，我国的华北和东北地区进入雨季。利用中国区域日降水融合资料，分析了2016年7月18-22日的总降水量，如图1所示。从图中可以清晰看出，雨带呈典型经向分布特征，东北南部、华北大部分地区，以及江汉大部分地区雨量均超过50mm，最大降水中心过程雨量超过200mm。此次降水的持续时间长，累计降水强，雨带主要沿着太行山和燕山山脉，受到地形的显著影响，造成了巨大的经济损失。

3 暴雨过程分析

3.1 对流层上层

持续暴雨天气需要源源不断的水汽供应，强烈的上升运动和较长的持续时间，因此需要对环流形势进行细致分析。图2给出了2016年7月18～22日100 hPa位势高度分布。高纬度地区，新地岛为高压脊控制，贝加尔湖区域为低槽区域。在副热带地区，亚洲南部为南亚高压控制，在南亚高压以北为西风急流，以南为东风急流。在南亚高压东部脊线以北为强烈的高空辐散区域。同时，西风急流对我国降水影响较大，在急流的入口区以南通常对应较强的上升运动，从而引起大范围的降水。

图1 2016年7月18～22日过程降水量

图2 2016年7月18～22日平均100 hPa位势高度，单位：位势什米

3.2 对流层中层

在对流层中层，高纬为阻塞高压控制，分别位于乌拉尔山和鄂霍次克海附近，从巴尔喀什湖到贝加尔湖为广阔的低槽区，西太平洋副热带高压中心位于海上，脊线位于约20°N附近，高原槽活跃。18日08时(图3)，此次过程的影响槽位于100°E附近，槽后的西北气流引导冷空气，槽前的西南气流则可将海上的水汽输送至华北地区。由于副高与北部中纬度高压脊打通(图3，图4)，影响槽在18日08时到20日08时移动较为缓慢，而强度则显著增强，在20日08时，已有闭合低压中心，形成了华北冷涡，为此次暴雨提供了上层干冷的不稳定条件，槽线则为地面减压提供了动力条件。

图3 2016年7月18日08时500hPa高度场(单位：位势什米)和风场(单位：m/s)

图4 2016年7月20日08时500hPa高度场(单位：位势什米)和风场(单位：m/s)

3.3 对流层低层

在2016年7月18日08时，有西南涡在四川盆地生成，此后，西南涡沿切变线向东略偏北方向移动，在7月20日08时，移至华北地区，如图5所示。在低空低涡左侧为冷锋式切变线，在右侧为暖锋式切变线，在切变线以南为显著的西南风气流，且风速均大于12m/s，达到低空急流强度，该西南风急流携带南海和孟加拉湾的暖湿空气至华北。此刻华北大部分区域位于西南涡的前方，低空西南风急流的左前方，加上切变线的共同影响，产生低层辐合，对应强烈的上升运动。另外值得注意的是，低空西南风急流对暖湿空气的输送与高空冷涡之间增强了不稳定，有利于强降水的产生。

图5 2016年7月20日08时850hPa高度场(单位：位势什米)和风场(单位：m/s)，阴影处风速大于等于12 m/s

3.4 地面

此次华北暴雨过程的地面系统为黄河气旋，该气旋位于高空冷涡槽前，其动力减压使得气旋在7月20日达到最强，中心气压低至993 hPa。在黄河气旋北部，负变压显著，引起变压风辐合，有利于上升运动的产生，同时引导气旋向华北北部，东北方向移动。

4 结论

这是一次在短波槽、切变线、西南涡和低空急流共同作用下产生的大范围持续暴雨过程。在高纬阻塞高压与低纬度副热带高压稳定的形势下，2016年7月18～22日高原槽活动频繁，中纬度短波槽迅速发展，并最终形成华北冷涡。西南涡在高空槽前生成后沿着切变线向东北方向移动，在其南侧是强烈的西南风急流，三者共同作用使得上升运动强盛，同时西南风急流源源不断输送水汽使得持续暴雨发生。地面上产生降水的天气系统则为黄河气旋，其生成于高空槽前，对应上升运动。对流层中上层的冷涡和低层的暖湿气流增加了对流不稳定性，使得暴雨强度增强。