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首都机场2016年7·20暴雨与2012年7·21暴雨对比分析
文章通过对2016年7月20日华北区域暴雨过程分析，指出此次强降雨天气过程的形成原因是由西北太平洋副热带高气压北抬加强，外围东南和西南暖湿气流与北方冷空气交汇在华北南部形成黄淮气旋造成。通过与2012年7·20暴雨过程对比，分析了两次暴雨过程的异同。并针对暴雨对民航生产运行影响情况进行了分析。
标签：华北暴雨；黄淮气旋；民航运行
引言
华北地区的降水80%至90%出现在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，几乎集中了全年降水量的60%[1]。2016年7月19日至20日，受黄淮气旋北上影响华北区域出现了2016年首场大范围强降水天气。北京、太原、石家庄、天津等机场都出现了暴雨或大暴雨，北京全市平均降水量达210.7毫米，最大小时雨强56.8毫米，多个地区打破历史极值，首都机场20日全天累计降水量161.2毫米，达到大暴雨量级。不禁使人联想到2012年罕见的7·21暴雨。两次强降雨天气过程，都具有过程雨量大、降水持续时间长、影响范围广的特点。同时两次过程在形成原因等方面也存在较明显的差异，本文即对两次过程进行了对比分析。
1 天气实况对比
2016年7·20暴雨过程是由黄淮气旋东移北上产生。19-20日降雨主要影响华北、山东半岛及东北南部，21日强降雨已移动至东北。根据北京气象台自动观测站资料，此次降雨过程北京地区平均累计雨量210.7毫米，超过2012年7·21暴雨，而首都机场2016年7月20日单日降雨161.2毫米，在2000年以来本场最大日降水量排名中位居第二，仅次于2012年7月21日的日降水量195毫米。
首都机场降雨从19日9时（BJT下同）开始，以小雨或阵雨为主；20日6时，雨势加强转为中雨；20日11-17时机场持续大雨。21日7时主要降水基本结束。本次过程首都机场降雨持续40余小时，以稳定性降雨为主，降水过程中未出现雷雨及CB云。因此可以看出2016年7·20暴雨具有强降水范围广，持续时间长、降水量大、雨势较平缓和对流性较弱的特点。
2 2016年7·20天气形势分析
我国夏季暴雨的水源是由西太平洋副高西北侧的偏南气流输送而来。夏季大陆上出现暴雨时，多数是由于有此类潮湿气团流到该地区，并且必须不断有潮湿气团供应[3]。由2016年7月19日和20日500hPa位势高度和温度图可以看出，副热带高压位于长三角以北至华南西部，位置稳定。其外围来自南海的水汽与西南季风携带的来自印度洋的水汽在华北南部汇合，打开一条西南至东北走向的水
汽通道。强盛的偏南暖湿气流与北方冷空气在华北、黄淮一带交汇，产生剧烈的抬升辐合，黄淮气旋在河南境内生成。
19日地面低压中心位于华北南部（图略），18UTC地面低压中心气压值达993hPa。20日白天低压北抬至华北腹地。500hPa和700hPa高空槽在河套附近加深发展，并于19日夜间在华北南部形成闭合中心，继续向东北方向缓慢移动。而850hPa在华北南部及以南区域19日晚就形成低空东南风和西南风急流，使东北-西南向水汽通道畅通。正是由于低层有偏南风和偏东风辐合，提供水汽和能量补充，高层弱冷空气叠加在低层暖湿气流上，加剧了大气的对流不稳定性（见图2）。华北及以南区域大气能量充足，水汽含量丰富，都是黄淮气旋强烈发展的有利条件。
20日上午气旋在华北南部开始锢囚。伴随地面风速加大，辐合上升气流加强。由于水汽充沛，云和降水范围扩大，降水强度加剧。而下游的日本海高压脊是决定降水持续时间的重要条件。当高压脊稳定于120°-140°E时，可形成明显的下游阻挡形势，使上游低槽移速减缓或趋于停滞。而在下游中高纬长波槽与南面副热带高压脊同相叠加时，可进一步加强下游高压的稳定性，有利于区域性的暴雨产生[1]。而此次黄淮气旋在东移北抬过程中正是受到东部日本海高压脊的阻挡，因此降水持续时间超40小时。且此次过程50毫米以上的暴雨面积达63.5万平方公里。此次暴雨过程，从雨带尺度，高低空系统的配置都可以判断是一次大尺度过程[2]。
3 2016年7·20与2012年7·21暴雨过程对比
2012年7·21降雨持续时间将近20个小时，全市平均降水量170毫米，最大小时雨强100.3毫米。首都机场受影响极大，过程降水量达到了195毫米，位居历史第一。
两次强降雨天气过程，共同点为过程雨量大、降水持续时间长、影响范围广。同时，两次过程也存在较明显的差异的。一影响系统不同：7·21特大暴雨是受冷涡东移影响，而今年的7·20暴雨，是受黄淮气旋北上影响。二对流性不同：7·21特大暴雨对流性较强，雨强大，最大小时雨量为100.3毫米/小时，今年的7·20大雨相比之下对流性较弱，雨强相对小，最大小时雨量为56.8毫米/小时。三是影响时间不同，根据北京市气象局的统计，7·21特大暴雨持续时间17小时，强降水时间段集中在傍晚前后的短短几小时内，而今年的7·20大雨持续时间超过40小时，因此7·20的总降水量也超过了7·21。
4 两次暴雨对民航运行影响对比
2016年7月19日，华北大部、华东北部及中南北部出现大范围强降水，局地伴强对流天气。受此影响北京终端区通行能力下降，运行效率较低，航班绕航严重，北京终端区19日15：30-21：30启动MDRS橙色预警。19日共造成首都机场510班延误、180班取消。20日华北大部大范围强降水天气持续。北京终端区于20日6：00-10：30启动MDRS黄色预警，10：30-20：00升级为橙色。20
日共造成首都机场612班延误、248班取消、68班返航备降。天津机场10：00-16：00时启动MDRS红色预警，期间无起降。
对于民航运行来说，2012年的7·21暴雨同样影响极大，首都机场过程降水量195毫米，位居历史第一位，当日共701班延误，571班取消，占全天总量的近80%。相较于2016年7·20长达40多个小时的较稳定降水，2012年7·21的降水则要激烈得多。7·21过程在傍晚前后最强降雨时段内，首都机场持续较长时间的强雷雨，本场也被强对流云团覆盖（见图3）。反观7·20，过程中首都机场未出现雷雨，实况报文中甚至没有出现CB云。因此7·21对首都机场及终端区的影响是以强雷暴伴强降水形式，而7·20对本场的影响主要是强降水，对终端区影响则是大范围的强降水云团隐嵌对流云造成飞机绕飞困难，覆盖范围大但强度远不如7·21。从影响航班数量来看，以对流天气为主的7·21造成的影响更大。
5 结束语
（1）2016年7·20暴雨是由于黄淮气旋造成，过程具有强降水范围广，持续时间长、降水量大、雨势较平缓，对流性较弱的特点。从雨带的尺度，高低空系统的配置来看7·20暴雨是一次大尺度过程。
（2）2016年7月20日黄淮气旋在东移北抬过程中受到东部日本海高压脊的阻挡，导致此次降水时间长达40余小时。而夜间随中层干冷空气侵入水汽条件转差降水趋于结束。
（3）2016年7·20暴雨与2012年7·21暴雨过程的成因、强度和持续时间存在明显差异，对民航生产运行影响程度不同。2012年7·21暴雨是以强雷暴伴随强降水形式影响首都机场及终端区，而2016年7·20对本场的影响主要是强降水，云雨区覆盖范围大但强度远不如2012年7·21。从影响航班数量来看，以强对流天气影响为主的7·21暴雨对民航生产运行影响更大。
参考文献
[1]朱乾根，林锦瑞，寿绍文.天气学原理和方法[M].北京：气象出版社，1981：360-362.
[2]葛国庆，钱婷婷，陶祖钰.一次北京暴雨的环流成因分析[J].气象，2002（28）：1-7.
[3]陶诗言.有关暴雨分析预报的一些问题[J].大氣科学，1977（1）：66-74.
作者简介：马天宇（1986-），男，北京市人，工作单位：民航气象中心，职务：工程师，研究方向：航空气象。
本文来源：https://www.wddqxz.cn/90639fca00020740be1e650e52ea551811a6c95c.html
2023-05-05
