5月中旬以来，我国多地遭遇了极端强降雨天气，降雨强度大、范围广，多地降水量打破历史纪录。仅5月17日8时至18日8时短短一天，全国就有628个气象站出现大暴雨，2个国家级气象站降水量突破历史极值。
中国气象局高级工程师信欣解释，5月15日至19日这轮大范围强降雨呈现时间偏早、强度强的特征，主要与这个季节少见的大气环流形势有关。当出现突破历史纪录的天气或某种天气形势明显提前于其典型发生季节时，背后往往对应着非常规的大气环流形势。这类形势通常具备两个特点：一是大气环流呈现明显的经向型分布；二是在非典型时段，多种通常不会同时出现的天气系统相互叠加，从而显著放大降雨条件。本轮强降雨过程正是如此。
本次强降雨过程中有异常充沛的水汽输送，整体水汽充沛度接近盛夏水平。在我国东部海区上空形成了一个阻塞高压，使得大气环流整体呈现显著的经向特征。该天气系统在阻塞高压的南侧和西侧形成稳定的东南到偏南风水汽输送通道，将来自太平洋和东海、孟加拉湾、南海的三支丰沛水汽持续向北输送。由于阻塞高压移动速度很慢，水汽源源不断地输送上来。与此同时，新疆北侧存在一个大的冷涡系统，不断甩出冷空气东移南下。当暖湿气流源源不断北上，冷空气持续东移南下，两者持续交汇对峙形成南北走向的强降雨带。
在本轮强降雨过程中，除了冷暖空气交汇带来的降水之外，南方一些地区还出现了“列车效应”。这一现象是指一连串的对流云团先后影响同一地方，导致强降水长时间不下线。这一现象的出现与当前大气低层已经十分充沛的水汽密切相关。虽然近期南海夏季风尚未爆发，但底层低空大气的湿热程度已堪比夏季风爆发后的水平。在强盛的南风暖湿气流中，如果不同气流之间出现方向或速度上的差异，会导致大量水汽在局地聚集，形成类似“堵车”的现象，从而触发暖区对流。这些对流产生后，下沉气流会向四周扩散，并与南侧持续输送来的暖湿气流再次碰撞，进而激发新的对流。新的对流不断生成，并沿着相近路径向前发展，逐步替代原有的对流系统。如此循环往复，新的对流不断接续出现，就像一节节列车连续驶过同一个地方，最终使得强降雨长时间集中在同一地区，显著增加了局地降雨强度。
北方本轮降雨与盛夏暴雨有所不同。本轮北方降雨相对和缓，主要表现为时间长、累积雨量大。公众的实际观感更像是“中到大雨一直下不停”，而非盛夏那种激烈对流的暴雨形态。以北京为例，5月16日中午前后至18日凌晨的降雨，凭借“细水长流”模式累积雨量达到暴雨量级别，刷新了公众对暴雨的认知——原来暴雨不一定都是倾盆而下，也可以是连绵不绝的持续降雨。