1 天气概况 1.1 降水

2011年4月全国平均降水量为21.4 mm，较常年同期(43.8 mm)偏少22.4 mm^[1]。从月降水量分布图看到(图 1)，西北大部及内蒙古大部、黑龙江西北部、西藏中西部不足10 mm，长江流域及其以南大部以及黑龙江东部、辽宁东南部等地在30 mm以上，其中江南北部及云南南部超过75 mm，我国其余地区一般有10~30 mm。

月降水量与常年同期相比，除华北北部、西南西部和南部及黑龙江东部、辽宁南部、青海南部、新疆部分地区偏多或接近常年外，全国其余大部地区偏少3~8成，其中新疆南部、甘肃西北部、宁夏南部、安徽北部、江西南部、广东东部等地偏少8成以上(图 2)。

1.2 气温

2011年4月全国平均气温为11.3℃，较常年同期(10.3℃)偏高1.0℃^[1]。从2011年4月平均气温距平分布图看到(图 3)，与常年同期相比，除海南气温偏低1~2℃外，全国其余大部地区气温接近常年或偏高，其中新疆北部和东部、甘肃大部、青海西北部、宁夏南部、陕西西南部、内蒙古部分地区偏高2~4℃，局部地区偏高4℃以上。

2 环流特征与演变

从2011年4月500 hPa平均高度及距平的水平分布(图 4)发现，本月北半球的环流形势有以下几个特点。

2.1 极涡偏强且呈单极型

2011年4月北半球极涡呈现单极型，且偏向西半球，中心位于北美洲巴芬岛附近(图 4a)，最大负距平大于20 dagpm(图 4b)，明显强于偶极型极涡^[2]。极涡中心位势高度小于504 dagpm，与气候平均的极涡强度520 dagpm相比显著偏强。

2.2 中纬度呈三波型

4月北半球中高纬度环流呈现三波型分布，长波槽分别位于欧洲东部、亚洲东海岸和大西洋东部。亚洲中高纬地区为一槽一脊形势，脊位于巴尔喀什湖至贝加尔湖附近地区，我国西北地区和华北西部受高压影响，气温偏高(图 3)。东亚大槽较常年同期偏强，我国东北东部位于负距平区，槽后脊前的西北气流不断引导冷空气南下，影响我国北方东部地区。

2.3 副热带高压偏弱，南支槽接近常年同期

从2011年4月500 hPa位势高度场发现(图 4a)，仅在西太平洋及北美南部的副热带地区存在两个范围很小的588 dagpm闭合线，而2010年4月588 dagpm线基本绕地球一周，几乎覆盖整个副热带地区^[2]。与常年同期相比，副热带高压强度偏弱，与副热带西太平洋地区的负距平相对应，是我国华南地区雨量偏少(图 2)的一个原因。

另外，从500 hPa位势高度距平(图 4b)发现，在孟加拉湾附近地区为负距平，表明2011年4月南支槽较常年同期偏强，但是考虑到距平振幅小于2 dagpm, 尤其是在90°E附近小于1 dagpm，可以认为基本接近常年同期。

2.4 环流演变与我国天气

图 5是2011年4月上、中、下旬500 hPa旬平均位势高度场。从图 5a可以看出，4月上旬亚洲中高纬度气流较为平直，呈纬向环流，东亚大槽较弱。旬内有两次长波槽东移过程，于1—4日和4—7日引导两股冷空气分别以西北路和偏西路径影响我国，给我国中东部带来明显降水。印度半岛北部的南支槽区较为清晰，其上不断有短波槽东移，给青藏高原东部、西南地区等地带来雨雪天气。西太平洋副高西脊点位于140°E以东，平距场上为负值区(图略)，较常年同期偏弱。

4月中旬(图 5b)亚洲中高纬环流经向度加大，呈西高东低的一槽一脊形势，脊区位于西伯利亚地区，东亚大槽较上旬加强。我国西北及华北西部地区受高压脊前西北气流控制，降水偏少，气温偏高。另外，高纬地区冷空气在脊前西北气流引导下影响我国东部地区，旬内共有3次冷空气东移南下，冷空气活动较为频繁，其中14—17日的冷空气过程给我国中东部大部分地区带来明显降水，并且在贵州、广东和海南等地出现了短时雷雨大风等强对流天气。南支槽区比较平直，较上旬减弱，青藏高原受高压脊影响，高原中东部降水比上旬偏少(表 1)。西太平洋副高变得更弱，588 dagpm等高线几乎消失。

4月下旬(图 5c)西西伯利亚地区受高空冷涡控制，亚洲中高纬环流仍呈西高东低型，虽然高压脊较中旬减弱，脊区西退南压，但我国西北地区及华北西部地区仍受高压脊前西北气流控制，气温持续偏高，为沙尘天气的发生提供了一定背景条件，4月份最强的一次沙尘暴过程发生在月末(表 2)，与前期气温偏高有一定关系。我国东北地区受东北冷涡影响，东亚大槽略加强。在南支锋区，南支槽明显加强，给高原东部及西南地区西部带来明显降水，与常年同期相比(图略)，下旬西藏东部偏北地区、青海南部、川西高原及云南降水偏多。西太平洋副高较上、中旬明显加强，但接近常年同期值(图略)。

3 冷空气过程 3.1 概况

本月主要有4次冷空气过程，影响范围大，但强度不强，这4次过程分别为3月31日至4月3日的全国强冷空气过程，4月14—17日的全国中等强度冷空气过程，以及8—11日和20—22日的北方中等强度冷空气过程。月初与中旬的两次全国性冷空气过程分别以偏东路径和偏西北路径影响我国大部分地区，造成大风降温，并带来大范围雨雪天气。

3.2 3月31日至4月3日冷空气过程分析

3月31日08时，500 hPa环流呈纬向型，中西伯利亚东部至远东西部有冷空气堆积，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，是本次冷空气过程的主要影响系统。700 hPa等压面上存在-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时地面冷高压中心位于贝加尔湖附近，强度大于1040 hPa，冷空气沿河套地区南下，影响我国中东部大部分地区。在冷空气影响下，内蒙古大部、东北、华北、黄淮大部出现了5~6级偏北风，我国中东部大部分地区24小时日平均气温下降6~10℃，其中河南、安徽、湖北大部及江南大部等地日平均气温的降温幅度大于10℃。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500 hPa上存在另一短波槽，随着冷空气向南侵入，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^[5]。

本次冷空气过程给我国中东部地区带来了大范围雨雪天气，但量级不大，尤其是南方地区，基本以小雨为主，部分地区为中雨，这是由于水汽条件比较差。

4 降水天气过程 4.1 概况

2011年4月主要出现了7次明显的降水过程，表 1给出了降水过程的起止时间、影响系统和主要落区。4月14—17日，一股中等强度冷空气自东向西、自北向南影响我国，我国中东部大部分地区出现了雨雪天气，其中安徽南部、湖北西南部、湖南北部、江西北部偏南地区、江苏南部、福建北部、广东南部、广西北部偏南地区出现大到暴雨，并且广东省出现了短时强降水和雷雨大风、冰雹等强对流天气，最大阵风达14级，是该省1994年建设加密区域自动气象站以来记录的最大瞬时极大风。下面就对广东的强天气过程进行简单分析。

4.2 4月17日广东强对流天气分析

2011年4月17日，广东省出现了短时强降水和雷雨大风、冰雹等强对流天气。佛山顺德区陈村录得45.5 m·s^-1的最大阵风，深圳罗湖区出现127 mm的最大雨量，降水分布不均匀。强降水和大风区均发生在广东中部。受次此雷雨大风影响，佛山、肇庆和广州等地造成了不同程度的人员伤亡，共造成19人死亡。

4月16日08时，冷暖空气交绥于江南地区，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。与此同时，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。随后，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 6)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。

图 7给出的是2011年4月17日08时清远站的T-lnp图，发现层结曲线与状态曲线之间存在较大的正面积，对流有效位能(CAPE)为664.5 J·kg^-1。通过分析广东省其他站的探空图，发现也存在较大的CAPE值表明广东大部分地区均为热力不稳定层结。从16日20时CAPE值的水平分布看，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，如清远站16日20时的CAPE值仅为105.3 J·kg^-1，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，700 hPa以下在广东省存在暖平流和湿平流，且700 hPa暖湿平流最大，而在400 hPa有明显的冷平流，这种上层冷平流、下层暖湿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。

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。从图 7发现对流层中层特别干，500 hPa温度露点差大于40℃，非常有利于雷暴大风的发生。

综上所述，这次强对流天气是在地面冷锋的动力抬升作用下、在充足的水汽供应以及不断增长的热力不稳定条件下发生的。

5 影响我国北方地区的沙尘天气过程 5.1 概况

2011年4月共出现4次沙尘天气过程(表 2)，其中沙尘暴2次，扬沙2次，比2000—2010年同期(5.2次)偏少，其中沙尘暴过程较前两年也偏少^[2-3]。下面对4月28—30日的沙尘天气过程进行简单分析。

5.2 4月28—30日沙尘天气过程分析

受蒙古气旋和地面冷锋影响，2011年4月28—30日，我国北方地区出现了2011年以来强度最强的沙尘天气过程，北疆东部及南疆盆地、内蒙古中西部、西北地区中东部、华北大部、山东北部、河南西部等地出现扬沙或沙尘暴，其中南疆盆地、甘肃金塔、酒泉、永昌等地出现了强沙尘暴。

2011年4月我国西北地区大部气温偏高，降水偏少，使得浅层土壤湿度较低，给此次沙尘暴天气提供了一定的背景条件。4月28日08时位于巴尔喀什湖以东的500 hPa高空槽开始影响新疆，28日20时槽后冷空气增强，最低温度由08时的-32℃减小为-36℃，温度梯度增大，冷平流增强，高空槽于29日08时加强为低涡系统，此时高空槽位于内蒙古西部，随后冷涡系统逐渐减弱。从地面系统的发展移动情况来看，冷空气以偏西路径影响我国大部分地区，28日20时，新疆东部、内蒙古西部和甘肃西北部出现沙尘天气。随后冷空气沿河西走廊向东南方向移动，29日08时地面冷锋位于陕西北部、甘肃南部一带，冷锋后的偏北大风在我国境内大约为4~5级。至29日14时(图 8)，地面气旋发展为两个，分别位于蒙古国东部和华北地区南部，沙尘天气主要位于低压后部气压梯度较大的区域。由图 8还可以看出，我国境内沙尘区地面风力较小，仅在内蒙古中西部偏北地区出现6级及以上大风，而在甘肃南部、宁夏及陕北西部的起沙区，地面风力小于5级。总体来看，引起本次沙尘天气的地面平均风力较弱^{[2, 4]}。30日，随着补充冷空气的东移南压，华北、山东北部等地也出现了沙尘天气，30日20时，此次沙尘过程基本结束。

6 其他灾害天气 6.1 长江中下游和华南等地气象干旱发展

3月下旬至4月，长江中下游、华南和西南东部部分地区降水持续偏少，降水量普遍为20~100 mm，比常年同期偏少5~8成，其中长江中下游、华南区域平均降水量只有62.6 mm，不及常年同期(210.1 mm)的三分之一。由于降水异常偏少，加之大部地区4月中下旬气温偏高，土壤失墒加快，造成部分地区发生严重春旱。4月底全国气象干旱监测显示，黄淮大部、长江中下游大部、华南大部、西南东部部分地区以及宁夏中南部、甘肃东部、山西东部等地存在中到重度气象干旱，局部达到特旱等级^[1]。

6.2 我国部分地区遭受风雹灾害

2011年4月全国共有15个省(区)局地遭受冰雹袭击，其中贵州、广东、海南等省风雹造成的损失较为严重。4月15日，贵州省5个市(州)11个县(区)遭受风雹袭击，直接经济损失约2.6亿元。4月17日，云南省5州(市)6个县(市)遭受大风冰雹灾害。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14级，共造成19人死亡。4月18日凌晨，海南省东方市发生雷雨大风等强对流天气，导致8只渔船沉没，7人死亡。

致谢：感谢国家气候中心刘波提供的降水量、降水距平和气温距平资料。