利用中国自动站与CMORPH降水产品融合的逐时降水量0.1°×0.1°网格数据资料、NCEP-FNL再分析资料及向日葵8号卫星TBB数据,运用常规天气学诊断方法,并结合中尺度天气模式WRF的数值模拟试验,对2016年7月18-21日(北京时,下同)发生在河南北部一次暴雨天气过程进行诊断分析和数值模拟,得到如下主要结论:(1)在大尺度环流背景上,暴雨区西部高空低槽和东部副热带高压稳定少动,构成“东高西低”的环流形势,有利于暴雨的形成和维持。在高原东侧有一西南低涡形成,滞留了一段时间后移出源地。与此同时,在甘肃北部也有一个低涡形成,两个低涡共同包裹在一个大的低值系统中。此后,甘肃北部低涡向东移动,两个低涡中心在豫北地区合并。(2)高空200hPa急流强度不断增强,急流入口区的辐散运动增强,由此带来的一支南北向的次级环流叠加在河南河北上空,暴雨则发生在上升支附近。700h Pa西南涡发展所带来的辐合运动出现在移动方向的前部,强度随低涡发展而增强。通过高层辐散和低层辐合运动,高空急流和低空低涡相互作用在了一起,导致次级环流上升支增强,给豫北暴雨的发生发展带来了动力强迫。此外,暴雨区处在一个对流不稳定状态,来自于孟加拉湾、南海和东海的水汽在此汇聚,这些都为暴雨的发生发展创造了条件。(3)低空低涡在此次豫北暴雨的发生过程中起到了关键作用。涡度收支显示,由于高原东侧地形作用和甘肃北部低涡的汇聚,涡度平流项在西南低涡形成初期起到主要作用。随后,次级环流所造成的辐合运动和上升运动通过水平辐合辐散项和涡度垂直输送项在西南低涡的发展过程中贡献最大。位涡分析表明,等熵面位涡可以诱导产生西南低涡,随着位涡的发展,西南低涡也得到发展,高空正位涡的下传也可以激发气旋性涡度的产生和维持。(4)对低涡路径分析得知,西南低涡生成后在源地附近徘徊了19小时才向东北方向移出,甘肃北部低涡则不断向东移动,两个低涡中心在19日20时合并,低涡强度增强。此后低涡始终盘踞在太行山一带,给豫北地区带来降水。数值模式很好地还原了此次豫北暴雨的发生发展过程,数值模拟实验显示,随着太行山地形的降低,豫北地区降水范围缩小,降水强度减弱,降水中心位置产生偏离。对地形热力影响和动力影响进行分析,结果表明地形对此次豫北暴雨起到增强作用。