首都機場2016年7·20暴雨與2012年7·21暴雨對比分析

摘 要：文章通過對2016年7月20日華北區域暴雨過程分析，指出此次強降雨天氣過程的形成原因是由西北太平洋副熱帶高氣壓北抬加強，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。通過與2012年7·20暴雨過程對比，分析了兩次暴雨過程的異同。并針對暴雨對民航生產運行影響情況進行了分析。

關鍵詞：華北暴雨；黃淮氣旋；民航運行

引言

華北地區的降水80%至90%出現在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域出現了2016年首場大范圍強降水天氣。北京、太原、石家莊、天津等機場都出現了暴雨或大暴雨，北京全市平均降水量達210.7毫米，最大小時雨強56.8毫米，多個地區打破歷史極值，首都機場20日全天累計降水量161.2毫米，達到大暴雨量級。不禁使人聯想到2012年罕見的7·21暴雨。兩次強降雨天氣過程，都具有過程雨量大、降水持續時間長、影響范圍廣的特點。同時兩次過程在形成原因等方面也存在較明顯的差異，本文即對兩次過程進行了對比分析。

1 天氣實況對比

2016年7·20暴雨過程是由黃淮氣旋東移北上產生。19-20日降雨主要影響華北、山東半島及東北南部，21日強降雨已移動至東北。根據北京氣象臺自動觀測站資料，此次降雨過程北京地區平均累計雨量210.7毫米，超過2012年7·21暴雨，而首都機場2016年7月20日單日降雨161.2毫米，在2000年以來本場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。

首都機場降雨從19日9時（BJT下同）開始，以小雨或陣雨為主；20日6時，雨勢加強轉為中雨；20日11-17時機場持續大雨。21日7時主要降水基本結束。本次過程首都機場降雨持續40余小時，以穩定性降雨為主，降水過程中未出現雷雨及CB云。因此可以看出2016年7·20暴雨具有強降水范圍廣，持續時間長、降水量大、雨勢較平緩和對流性較弱的特點。

2 2016年7·20天氣形勢分析

我國夏季暴雨的水源是由西太平洋副高西北側的偏南氣流輸送而來。夏季大陸上出現暴雨時，多數是由于有此類潮濕氣團流到該地區，并且必須不斷有潮濕氣團供應[3]。由2016年7月19日和20日500hPa位勢高度和溫度圖可以看出，副熱帶高壓位于長三角以北至華南西部，位置穩定。其外圍來自南海的水汽與西南季風攜帶的來自印度洋的水汽在華北南部匯合，打開一條西南至東北走向的水汽通道。強盛的偏南暖濕氣流與北方冷空氣在華北、黃淮一帶交匯，產生劇烈的抬升輻合，黃淮氣旋在河南境內生成。

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展，并于19日夜間在華北南部形成閉合中心，繼續向東北方向緩慢移動。而850hPa在華北南部及以南區域19日晚就形成低空東南風和西南風急流，使東北-西南向水汽通道暢通。正是由于低層有偏南風和偏東風輻合，提供水汽和能量補充，高層弱冷空氣疊加在低層暖濕氣流上，加劇了大氣的對流不穩定性（見圖2）。華北及以南區域大氣能量充足，水汽含量豐富，都是黃淮氣旋強烈發展的有利條件。

20日上午氣旋在華北南部開始錮囚。伴隨地面風速加大，輻合上升氣流加強。由于水汽充沛，云和降水范圍擴大，降水強度加劇。而下游的日本海高壓脊是決定降水持續時間的重要條件。當高壓脊穩定于120°-140°E時，可形成明顯的下游阻擋形勢，使上游低槽移速減緩或趨于停滯。而在下游中高緯長波槽與南面副熱帶高壓脊同相疊加時，可進一步加強下游高壓的穩定性，有利于區域性的暴雨產生[1]。而此次黃淮氣旋在東移北抬過程中正是受到東部日本海高壓脊的阻擋，因此降水持續時間超40小時。且此次過程50毫米以上的暴雨面積達63.5萬平方公里。此次暴雨過程，從雨帶尺度，高低空系統的配置都可以判斷是一次大尺度過程[2]。

3 2016年7·20與2012年7·21暴雨過程對比

2012年7·21降雨持續時間將近20個小時，全市平均降水量170毫米，最大小時雨強100.3毫米。首都機場受影響極大，過程降水量達到了195毫米，位居歷史第一。

兩次強降雨天氣過程，共同點為過程雨量大、降水持續時間長、影響范圍廣。同時，兩次過程也存在較明顯的差異的。一影響系統不同：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。二對流性不同：7·21特大暴雨對流性較強，雨強大，最大小時雨量為100.3毫米/小時，今年的7·20大雨相比之下對流性較弱，雨強相對小，最大小時雨量為56.8毫米/小時。三是影響時間不同，根據北京市氣象局的統計，7·21特大暴雨持續時間17小時，強降水時間段集中在傍晚前后的短短幾小時內，而今年的7·20大雨持續時間超過40小時，因此7·20的總降水量也超過了7·21。

4 兩次暴雨對民航運行影響對比

2016年7月19日，華北大部、華東北部及中南北部出現大范圍強降水，局地伴強對流天氣。受此影響北京終端區通行能力下降，運行效率較低，航班繞航嚴重，北京終端區19日15：30-21：30啟動MDRS橙色預警。19日共造成首都機場510班延誤、180班取消。20日華北大部大范圍強降水天氣持續。北京終端區于20日6：00-10：30啟動MDRS黃色預警，10：30-20：00升級為橙色。20日共造成首都機場612班延誤、248班取消、68班返航備降。天津機場10：00-16：00時啟動MDRS紅色預警，期間無起降。

對于民航運行來說，2012年的7·21暴雨同樣影響極大，首都機場過程降水量195毫米，位居歷史第一位，當日共701班延誤，571班取消，占全天總量的近80%。相較于2016年7·20長達40多個小時的較穩定降水，2012年7·21的降水則要激烈得多。7·21過程在傍晚前后最強降雨時段內，首都機場持續較長時間的強雷雨，本場也被強對流云團覆蓋（見圖3）。反觀7·20，過程中首都機場未出現雷雨，實況報文中甚至沒有出現CB云。因此7·21對首都機場及終端區的影響是以強雷暴伴強降水形式，而7·20對本場的影響主要是強降水，對終端區影響則是大范圍的強降水云團隱嵌對流云造成飛機繞飛困難，覆蓋范圍大但強度遠不如7·21。從影響航班數量來看，以對流天氣為主的7·21造成的影響更大。

5 結束語

（1）2016年7·20暴雨是由于黃淮氣旋造成，過程具有強降水范圍廣，持續時間長、降水量大、雨勢較平緩，對流性較弱的特點。從雨帶的尺度，高低空系統的配置來看7·20暴雨是一次大尺度過程。

（2）2016年7月20日黃淮氣旋在東移北抬過程中受到東部日本海高壓脊的阻擋，導致此次降水時間長達40余小時。而夜間隨中層干冷空氣侵入水汽條件轉差降水趨于結束。

（3）2016年7·20暴雨與2012年7·21暴雨過程的成因、強度和持續時間存在明顯差異，對民航生產運行影響程度不同。2012年7·21暴雨是以強雷暴伴隨強降水形式影響首都機場及終端區，而2016年7·20對本場的影響主要是強降水，云雨區覆蓋范圍大但強度遠不如2012年7·21。從影響航班數量來看，以強對流天氣影響為主的7·21暴雨對民航生產運行影響更大。

參考文獻

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

[2]葛國慶，錢婷婷，陶祖鈺.一次北京暴雨的環流成因分析[J].氣象，2002（28）：1-7.

[3]陶詩言.有關暴雨分析預報的一些問題[J].大氣科學，1977（1）：66-74.

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