2011年3—4月主要天气过程

２０１１年３—４月主要天气过程张永恒　符娇兰　张亚妮（国家气象中心，北京１０００８１，ｚｈａｎｇｙｏｎｇｈ＠ｃｍａ．ｇｏｖ．ｃｎ） ２０１１年３—４月有四次冷空气影响我国；南方地区出现了持续的低温阴雨天气和强对流天气；云南西北部出现了强降水；北方地区出现了六次沙尘天气过程；持续的温高雨少导致云南、河北、山东等地发生了多起森林火灾。

１　四次冷空气过程影响我国３月和４月份共有４次较明显的冷空气过程，分别出现在３月１４—１５日、３月１９—２１日、４月１—４日、４月１５—１８日。

第一次冷空气过程（３月１４—１５日）主要影响我国中东部地区，过程降温幅度普遍为６～１５℃，局部超过１５℃；第二次冷空气过程（３月１９—２１日）主要影响长江流域及其以北地区，过程降温幅度普遍为４～８℃，其中东北地区中北部降温幅度达８～１５℃。

第三次冷空气过程（４月１—４日）的冷空气过程造成我国东部大部地区和新疆北部降温幅度达４～１５℃，其中华北西南部、黄淮西部、江汉大部、江淮西部、江南大部等地降温幅度达１０～１５℃（图１）；第四次冷空气过程（４月１５—１８日）的冷空气过程主要影响我国中东部大部地区和新疆北部，降温幅度相对较弱，过程降温幅度为２～８℃，局部降温超过１０℃。

四次过程中尤其以４月１—４日的冷空气过程较为强一些。

１．１　４月１—４日较强冷空气过程４月１—４日较强冷空气侵袭我国，这次冷空气造成了我国东部大部地区和新疆北部出现明显的降温天气，其中华北西南部、黄淮西部、江汉大部、江淮西部、江南大部等地降温幅度达到了１０～１５℃（图１），受其影响，４月３—６日，新疆阿勒泰北部、塔城北部、阿克苏以及伊犁河谷、天山等地出现降雪（雨）或雨夹雪天气，降水量为２～６ｍｍ，其中天山中段达１２～１９ｍｍ，乌鲁木齐２７ｍｍ、天池２２ｍｍ、新源１７ｍｍ，乌鲁木齐和天池最大日降雪量均为１２ｍｍ；截至４月６日１４时，伊犁河谷的部分地区和北疆沿天山一线积雪２～１８厘米，天山山区中段积雪１０～３１厘米，与４月３日相比，新疆北部偏南地区的乌鲁木齐等地积雪深度增加了１０～２０厘米。

图１　２０１１年４月１—４日全国日平均气温最大降温幅度图１．２　４月１—４日较强冷空气过程环流背景３月３１日０８时，５００ｈＰａ环流呈纬向型，远东西部至中西伯利亚东部有冷空气堆积，锋区位于贝加尔湖以东５０°Ｎ附近，且温度场落后于高度场，槽后脊前的冷平流及脊后的暖平流导致槽脊东移发展。

北支锋区高空槽位于贝加尔湖以东，是本次冷空气过的主要影响系统。

７００ｈＰａ等压面（图２）上存在－２８℃冷中心，且冷舌落后于高空槽、位于槽后脊前的强偏北气流中，存在明显的冷平流，使地面加压，引导冷空气南下。

３月３１日０８时地面冷高压中图２　２０１１年３月３１日０８时７００ｈＰａ形势第３卷３期２０１１年６月 天气预报技术总结专刊ＷＥＡＴＨＥＲＦＯＲＥＣＡＳＴＲＥＶＩＥＷＶｏｌ．３，Ｎｏ．３　Ｊｕｎｅ２０１１心位于贝加尔湖附近，强度大于１０４０ｈＰａ，冷空气沿河套地区南下，影响我国中东部大部分地区。

从环流形势分析来看，此次冷空气过程并不是很强，但是由于前期回温明显，导致降温幅度较大，其中在江南、江淮达到寒潮标准。

另外，３月３１日０８时在青海中部５００ｈＰａ上存在另一短波槽，随着冷空气的南侵，该短波槽东移，于４月１日０８时位于宁夏西部至甘肃南部附近，且强度维持，同时在低层有切变线生成及低压发展。

在冷空气及中纬度短波槽前偏南气流的共同影响下，西北地区东部、华北西部、京津地区出现小到中雨雪，其中山西北部出现了暴雪。

２　南方地区遭受持续低温阴雨天气２．１　低温阴雨天气实况自３月以来，江南、华南、西南东部等地多低温和阴雨寡照天气，其中３月１日至４月１０日，江南西部、华南西部、西南地区东南部等地出现低温阴雨寡照天气，阴雨日数多达２５～３６天（图３），日平均气温≤１２℃的日数达１５～３８天（图４）。

（注：日平均气温≤１２℃时，对春播不利） 其中整个３月，华南北部日平均气温低于１２℃的日数为１０～２０天，江南大部为１５～２５天。

低温时段主要集中在１—１１日、１５—１９日、２１—２４日。

江南、华南大部降水量普遍有５０～１００ｍｍ，部分地区达１００ｍｍ以上；江南、华南、西南东部降水日数普遍在１０天以上，其中广西大部、贵州大部、湖南中部和南部、江西中部等地达１５～２０天，部分地区超过２０天。

图３　２０１１年３月１日至４月１０日阴雨日数图４　２０１１年３月１日至４月１０日日平均气温低于１２℃的天数 另外，贵州、广西、湖南三省３月１日至４月１３日出现了４次低温阴雨天气过程，三省（区）低温日数（日平均气温≤１２℃）平均为２２天，为近１５年同期最多（图５）。

对早稻春播、已播作物生长以及果树授粉等产生不利影响。

图５　１９６１—２０１１年３月１日至４月１３日贵州、广西、湖南三省（区）平均低温日数（日平均气温≤１２℃）历年变化图２ 天气预报技术总结专刊 ３卷　２．２　环流背景和形势３月份北半球极涡呈绕极型分布，强度较常年偏强，主体位于８０°Ｎ以北的北极圈内，涡旋中心位于极点西南侧。

同时极涡在鄂霍次克海等地向中纬度地区伸展，有利于携带冷空气南下。

南支槽位于９０°Ｅ附近，强度较常年略偏强，槽前西南气流有利于将孟加拉湾等地的水汽向我国输送。

然而，西北太平洋副热带高压较常年同期略偏弱、位置偏东（图略），不利于西北太平洋上的水汽向我国输送（图６ａ）。

从３月中旬的环流形势及水汽条件可以看出，南支槽稳定维持在孟加拉湾东部。

与此同时，南海至我国华南等地受反气旋控制，有利于西南暖湿气流向华南及江南南部等地输送，该地区中旬平均相对湿度维持在７０％以上。

鄂霍茨克海低涡后部西北气流控制我国中东部大部分地区，冷空气前沿位于江南南部至华南北部地区，冷暖空气交汇造成上述地区持续的低温阴雨天气（图６ｂ）。

图６　２０１１年３月北半球５００ｈＰａ平均高度场（ａ）和３月中旬５００ｈＰａ平均高度场（等值线）、８５０ｈＰａ平均风场及相对湿度（填色区）（ｂ）３　南方多省遭受强对流天气袭击４月以来，我国南方多省遭受强对流天气袭击，部分地区强对流天气强度强，造成了较大损失和人员伤亡。

４月１５日，贵州南部地区遭受罕见的冰雹、龙卷风袭击；４月１７日，广东省出现短时强降水和雷雨大风、冰雹等强对流天气，最大阵风达４５．５米／秒（１４级），是１９９４年广东省建设加密区域自动气象站以来记录到的最强雷雨大风；同日，云南省５个州（市）６个县（市）遭受大风冰雹灾害；４月１８日凌晨，海南省西部沿海出现雷雨大风强对流天气，导致８只渔船沉没。

３．１　４月１７日广东强对流天气过程实况４月１７日白天，受高空槽、切变线和锋面低槽的共同影响，广东省肇庆、佛山、广州、东莞、深圳、阳江、河源、梅州、揭阳、中山、鹤山等地出现了短时强降水、雷雨大风、冰雹或龙卷风等强对流天气。

根据广东省气象站网监测，４月１７日０８时至１８日０８时，广东省共有８６个测站录得超过５０ｍｍ的雨量（图７），共有１０４个测站录得超过１７．２ｍ／ｓ（８级）的大风，其中顺德区的陈村仙涌居委会录得了全省最大阵风４５．５ｍ／ｓ（１４级）（图８）。

图７　２０１１年４月１７日０８时—１８日０８时广东省雨量分布图３　３期 张永恒等：２０１１年３—４月主要天气过程 图８　２０１１年４月１７日０８时—１８日０８时广东省大风分布 此次强对流天气过程具有“风力极大、局地明显、灾情严重”的特点，是今年以来广东省遭遇最强烈的强对流天气过程。

强烈的雷雨大风天气给佛山、广州、肇庆等市造成了较严重的灾害影响。

（１）风力极大。

广州、佛山、中山、江门、韶关、清远、深圳、东莞、珠海、云浮、肇庆、梅州、汕头市共１０４个测站录得超过１７．２米／秒（达８级）的大风，其中顺德区的陈村仙涌居委会录得了全省最大阵风４５．５米／秒（达１４级），广州南沙横沥镇也录得最大阵风４２．５米／秒（达１４级）（图８）。

本次雷雨大风量级是自１９９４年广东省建设加密区域自动气象站以来录得的最大瞬时极大风。

另外，肇庆悦城镇和江门鹤山市还出现了龙卷风。

（２）局地明显。

强降水、大风、冰雹、雷电主要沿着强雷暴移动路径呈东西向狭长带状分布，灾害也基本发生在该狭窄带状区域内。

据不完全统计，１７日中午前后，佛山市的高明区荷城镇、顺德区大良镇、南海九江、广州南沙、肇庆市德庆县、云浮市云城区、江门鹤山市古劳镇、开平市赤水镇、台山出现了冰雹，其中云浮云城区都杨镇杨柳站出现的冰雹直径达３．６ｃｍ，宛如鸡蛋大小。

据广东省雷电监测网显示，过程期间，全省电闪次数达２２１０次，其中，珠三角地区达１３９５次。

（３）灾情严重。

受强雷暴影响，佛山、肇庆、广州等地灾情严重，共造成佛山、广州南沙、肇庆市１７人死亡，因灾受伤１５３人。

３．２　４月１７日广东强对流天气过程气候背景和环流背景分析气候背景分析。

我国华南强对流天气发生时段在２月中下旬，广东西北和偏西地区最先开始，在３月上中旬向南扩展，结束时间在１０月中下旬，因此在４月份极易发生局地雷雨大风等强对流天气。

特别是２０１１年春季以来，广东省强对流日数有０．８天，比常年同期（８．３天）偏少７．５天，为近５０年来历史同期最少。

常年广东初雷日为３月４日，而今年４月１７日广东才出现初雷，为历史最晚年份，较历年同期偏晚４３天。

环流背景分析。

４月１６日０８时，地面冷空气前锋位于江南南部，由于受到南岭的阻挡，锋面移动缓慢，广东省处于地面锋前暖湿气流控制下。

另一股冷空气主体位于贝加尔湖附近，其前锋即将影响我国。

此后，该股冷空气的一部分继续向东南方向移动，一部分沿河套快速南下，１７日０８时（图９）到达西南地区东部，与前股冷空气汇合，推动锋面南移，１７日１４时锋面抵达广东中部，对这次强对流天气的发生起到动力抬升作用。

从１６日２０时对流有效位能的水平分布看，广东大部地区大气层结已处于不稳定状态，但对流有效位能普遍比１７日０８时小，这种变化趋势说明大气层结的不稳定程度在增强，对强对流天气的发生非常有利。

进一步分析１７日０８时水汽平流和温度平流发现，７００ｈＰａ以下在广东省存在暖平流和湿平流，且７００ｈＰａ暖湿平流最大，而在４００ｈＰａ有明显的冷平流，这种上层冷平流、下层暖温平流的垂直分布结构是热力不稳定增长的主要原因。

另外，从１７日０８时水汽通量散度场上发现，广东省内存在显著的水汽辐合，为强对流天气的发生提供了水汽条件。

图９　２０１１年４月１７日０８时海平面气压场及８５０ｈＰａ风场 本次过程的主要特点是瞬时风力大，强风是造成灾害的主要因素。

从清远站的犜－ｌｎ犘图（图略）发现，对流层中层特别干，５００ｈＰａ温度露点差大于４０℃，有利于雷暴大风的发生。