摘 要：文章通過(guò)對(duì)2016年7月20日華北區(qū)域暴雨過(guò)程分析，指出此次強(qiáng)降雨天氣過(guò)程的形成原因是由西北太平洋副熱帶高氣壓北抬加強(qiáng)，外圍東南和西南暖濕氣流與北方冷空氣交匯在華北南部形成黃淮氣旋造成。通過(guò)與2012年7·20暴雨過(guò)程對(duì)比，分析了兩次暴雨過(guò)程的異同。并針對(duì)暴雨對(duì)民航生產(chǎn)運(yùn)行影響情況進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：華北暴雨；黃淮氣旋；民航運(yùn)行

引言

華北地區(qū)的降水80%至90%出現(xiàn)在6-8月，而又主要集中在雨季，其中又以7月下半月和8月上半月最集中，幾乎集中了全年降水量的60%[1]。2016年7月19日至20日，受黃淮氣旋北上影響華北區(qū)域出現(xiàn)了2016年首場(chǎng)大范圍強(qiáng)降水天氣。北京、太原、石家莊、天津等機(jī)場(chǎng)都出現(xiàn)了暴雨或大暴雨，北京全市平均降水量達(dá)210.7毫米，最大小時(shí)雨強(qiáng)56.8毫米，多個(gè)地區(qū)打破歷史極值，首都機(jī)場(chǎng)20日全天累計(jì)降水量161.2毫米，達(dá)到大暴雨量級(jí)。不禁使人聯(lián)想到2012年罕見(jiàn)的7·21暴雨。兩次強(qiáng)降雨天氣過(guò)程，都具有過(guò)程雨量大、降水持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、影響范圍廣的特點(diǎn)。同時(shí)兩次過(guò)程在形成原因等方面也存在較明顯的差異，本文即對(duì)兩次過(guò)程進(jìn)行了對(duì)比分析。

1 天氣實(shí)況對(duì)比

2016年7·20暴雨過(guò)程是由黃淮氣旋東移北上產(chǎn)生。19-20日降雨主要影響華北、山東半島及東北南部，21日強(qiáng)降雨已移動(dòng)至東北。根據(jù)北京氣象臺(tái)自動(dòng)觀測(cè)站資料，此次降雨過(guò)程北京地區(qū)平均累計(jì)雨量210.7毫米，超過(guò)2012年7·21暴雨，而首都機(jī)場(chǎng)2016年7月20日單日降雨161.2毫米，在2000年以來(lái)本場(chǎng)最大日降水量排名中位居第二，僅次于2012年7月21日的日降水量195毫米。

首都機(jī)場(chǎng)降雨從19日9時(shí)（BJT下同）開(kāi)始，以小雨或陣雨為主；20日6時(shí)，雨勢(shì)加強(qiáng)轉(zhuǎn)為中雨；20日11-17時(shí)機(jī)場(chǎng)持續(xù)大雨。21日7時(shí)主要降水基本結(jié)束。本次過(guò)程首都機(jī)場(chǎng)降雨持續(xù)40余小時(shí)，以穩(wěn)定性降雨為主，降水過(guò)程中未出現(xiàn)雷雨及CB云。因此可以看出2016年7·20暴雨具有強(qiáng)降水范圍廣，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、降水量大、雨勢(shì)較平緩和對(duì)流性較弱的特點(diǎn)。

2 2016年7·20天氣形勢(shì)分析

我國(guó)夏季暴雨的水源是由西太平洋副高西北側(cè)的偏南氣流輸送而來(lái)。夏季大陸上出現(xiàn)暴雨時(shí)，多數(shù)是由于有此類(lèi)潮濕氣團(tuán)流到該地區(qū)，并且必須不斷有潮濕氣團(tuán)供應(yīng)[3]。由2016年7月19日和20日500hPa位勢(shì)高度和溫度圖可以看出，副熱帶高壓位于長(zhǎng)三角以北至華南西部，位置穩(wěn)定。其外圍來(lái)自南海的水汽與西南季風(fēng)攜帶的來(lái)自印度洋的水汽在華北南部匯合，打開(kāi)一條西南至東北走向的水汽通道。強(qiáng)盛的偏南暖濕氣流與北方冷空氣在華北、黃淮一帶交匯，產(chǎn)生劇烈的抬升輻合，黃淮氣旋在河南境內(nèi)生成。

19日地面低壓中心位于華北南部（圖略），18UTC地面低壓中心氣壓值達(dá)993hPa。20日白天低壓北抬至華北腹地。500hPa和700hPa高空槽在河套附近加深發(fā)展，并于19日夜間在華北南部形成閉合中心，繼續(xù)向東北方向緩慢移動(dòng)。而850hPa在華北南部及以南區(qū)域19日晚就形成低空東南風(fēng)和西南風(fēng)急流，使東北-西南向水汽通道暢通。正是由于低層有偏南風(fēng)和偏東風(fēng)輻合，提供水汽和能量補(bǔ)充，高層弱冷空氣疊加在低層暖濕氣流上，加劇了大氣的對(duì)流不穩(wěn)定性（見(jiàn)圖2）。華北及以南區(qū)域大氣能量充足，水汽含量豐富，都是黃淮氣旋強(qiáng)烈發(fā)展的有利條件。

20日上午氣旋在華北南部開(kāi)始錮囚。伴隨地面風(fēng)速加大，輻合上升氣流加強(qiáng)。由于水汽充沛，云和降水范圍擴(kuò)大，降水強(qiáng)度加劇。而下游的日本海高壓脊是決定降水持續(xù)時(shí)間的重要條件。當(dāng)高壓脊穩(wěn)定于120°-140°E時(shí)，可形成明顯的下游阻擋形勢(shì)，使上游低槽移速減緩或趨于停滯。而在下游中高緯長(zhǎng)波槽與南面副熱帶高壓脊同相疊加時(shí)，可進(jìn)一步加強(qiáng)下游高壓的穩(wěn)定性，有利于區(qū)域性的暴雨產(chǎn)生[1]。而此次黃淮氣旋在東移北抬過(guò)程中正是受到東部日本海高壓脊的阻擋，因此降水持續(xù)時(shí)間超40小時(shí)。且此次過(guò)程50毫米以上的暴雨面積達(dá)63.5萬(wàn)平方公里。此次暴雨過(guò)程，從雨帶尺度，高低空系統(tǒng)的配置都可以判斷是一次大尺度過(guò)程[2]。

3 2016年7·20與2012年7·21暴雨過(guò)程對(duì)比

2012年7·21降雨持續(xù)時(shí)間將近20個(gè)小時(shí)，全市平均降水量170毫米，最大小時(shí)雨強(qiáng)100.3毫米。首都機(jī)場(chǎng)受影響極大，過(guò)程降水量達(dá)到了195毫米，位居歷史第一。

兩次強(qiáng)降雨天氣過(guò)程，共同點(diǎn)為過(guò)程雨量大、降水持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、影響范圍廣。同時(shí)，兩次過(guò)程也存在較明顯的差異的。一影響系統(tǒng)不同：7·21特大暴雨是受冷渦東移影響，而今年的7·20暴雨，是受黃淮氣旋北上影響。二對(duì)流性不同：7·21特大暴雨對(duì)流性較強(qiáng)，雨強(qiáng)大，最大小時(shí)雨量為100.3毫米/小時(shí)，今年的7·20大雨相比之下對(duì)流性較弱，雨強(qiáng)相對(duì)小，最大小時(shí)雨量為56.8毫米/小時(shí)。三是影響時(shí)間不同，根據(jù)北京市氣象局的統(tǒng)計(jì)，7·21特大暴雨持續(xù)時(shí)間17小時(shí)，強(qiáng)降水時(shí)間段集中在傍晚前后的短短幾小時(shí)內(nèi)，而今年的7·20大雨持續(xù)時(shí)間超過(guò)40小時(shí)，因此7·20的總降水量也超過(guò)了7·21。

4 兩次暴雨對(duì)民航運(yùn)行影響對(duì)比

2016年7月19日，華北大部、華東北部及中南北部出現(xiàn)大范圍強(qiáng)降水，局地伴強(qiáng)對(duì)流天氣。受此影響北京終端區(qū)通行能力下降，運(yùn)行效率較低，航班繞航嚴(yán)重，北京終端區(qū)19日15：30-21：30啟動(dòng)MDRS橙色預(yù)警。19日共造成首都機(jī)場(chǎng)510班延誤、180班取消。20日華北大部大范圍強(qiáng)降水天氣持續(xù)。北京終端區(qū)于20日6：00-10：30啟動(dòng)MDRS黃色預(yù)警，10：30-20：00升級(jí)為橙色。20日共造成首都機(jī)場(chǎng)612班延誤、248班取消、68班返航備降。天津機(jī)場(chǎng)10：00-16：00時(shí)啟動(dòng)MDRS紅色預(yù)警，期間無(wú)起降。

對(duì)于民航運(yùn)行來(lái)說(shuō)，2012年的7·21暴雨同樣影響極大，首都機(jī)場(chǎng)過(guò)程降水量195毫米，位居歷史第一位，當(dāng)日共701班延誤，571班取消，占全天總量的近80%。相較于2016年7·20長(zhǎng)達(dá)40多個(gè)小時(shí)的較穩(wěn)定降水，2012年7·21的降水則要激烈得多。7·21過(guò)程在傍晚前后最強(qiáng)降雨時(shí)段內(nèi)，首都機(jī)場(chǎng)持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間的強(qiáng)雷雨，本場(chǎng)也被強(qiáng)對(duì)流云團(tuán)覆蓋（見(jiàn)圖3）。反觀7·20，過(guò)程中首都機(jī)場(chǎng)未出現(xiàn)雷雨，實(shí)況報(bào)文中甚至沒(méi)有出現(xiàn)CB云。因此7·21對(duì)首都機(jī)場(chǎng)及終端區(qū)的影響是以強(qiáng)雷暴伴強(qiáng)降水形式，而7·20對(duì)本場(chǎng)的影響主要是強(qiáng)降水，對(duì)終端區(qū)影響則是大范圍的強(qiáng)降水云團(tuán)隱嵌對(duì)流云造成飛機(jī)繞飛困難，覆蓋范圍大但強(qiáng)度遠(yuǎn)不如7·21。從影響航班數(shù)量來(lái)看，以對(duì)流天氣為主的7·21造成的影響更大。

5 結(jié)束語(yǔ)

（1）2016年7·20暴雨是由于黃淮氣旋造成，過(guò)程具有強(qiáng)降水范圍廣，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、降水量大、雨勢(shì)較平緩，對(duì)流性較弱的特點(diǎn)。從雨帶的尺度，高低空系統(tǒng)的配置來(lái)看7·20暴雨是一次大尺度過(guò)程。

（2）2016年7月20日黃淮氣旋在東移北抬過(guò)程中受到東部日本海高壓脊的阻擋，導(dǎo)致此次降水時(shí)間長(zhǎng)達(dá)40余小時(shí)。而夜間隨中層干冷空氣侵入水汽條件轉(zhuǎn)差降水趨于結(jié)束。

（3）2016年7·20暴雨與2012年7·21暴雨過(guò)程的成因、強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間存在明顯差異，對(duì)民航生產(chǎn)運(yùn)行影響程度不同。2012年7·21暴雨是以強(qiáng)雷暴伴隨強(qiáng)降水形式影響首都機(jī)場(chǎng)及終端區(qū)，而2016年7·20對(duì)本場(chǎng)的影響主要是強(qiáng)降水，云雨區(qū)覆蓋范圍大但強(qiáng)度遠(yuǎn)不如2012年7·21。從影響航班數(shù)量來(lái)看，以強(qiáng)對(duì)流天氣影響為主的7·21暴雨對(duì)民航生產(chǎn)運(yùn)行影響更大。

參考文獻(xiàn)

[1]朱乾根，林錦瑞，壽紹文.天氣學(xué)原理和方法[M].北京：氣象出版社，1981：360-362.

[2]葛國(guó)慶，錢(qián)婷婷，陶祖鈺.一次北京暴雨的環(huán)流成因分析[J].氣象，2002（28）：1-7.

[3]陶詩(shī)言.有關(guān)暴雨分析預(yù)報(bào)的一些問(wèn)題[J].大氣科學(xué)，1977（1）：66-74.

作者簡(jiǎn)介：馬天宇（1986-），男，北京市人，工作單位：民航氣象中心，職務(wù)：工程師，研究方向：航空氣象。