1 天气概况 1.1 降水

2013年4月全国降水量平均为43.2 mm，较常年同期(44.7 mm)偏少3.4%(国家气候中心，2013)。月降水量，新疆中南部和内蒙古大部、青海北部、华北东北部、黑龙江西部、西藏中西部不足10 mm，长江中下游及其以南大部地区及西南中东部等地降水量一般有50~100 mm，其中江西、湖南、浙江、广东、广西等省(区)部分地区超过200 mm，我国其余地区一般在10~30 mm之间(图 1)。

从月降水量距平百分率来看(图 2)，内蒙古东部、东北中部、华北中部、西北地区东南部、四川盆地东南部、江南西南部以及华南南部较常年偏多3~5成，其中内蒙古东部、吉林东北部、黑龙江东南部、新疆中北部、青海南部较常年偏多一倍以上；全国其余大部地区偏少3~8成，其中新疆南疆盆地、青海北部、内蒙古中部等地降水偏少8成以上。与去年同期相比，月降水量明显偏少。

1.2 气温

2013年4月全国平均气温为11.0℃，与常年同期(11.0℃)持平(国家气候中心，2013)。东北地区和北方冬麦区气温持续偏低，内蒙古中东部、东北大部、华北和黄淮东部等地温度较常年同期偏低2~4℃，局地偏低4℃以上。东北三省平均气温仅为4.5℃，其中辽宁省平均气温达到了历史同期次低值；西北大部、四川盆地及云南中西部、西藏西北部等地气温较常年同期偏高1~2℃，部分地区偏高2℃以上；全国其他地区温度略偏高或者接近常年同期(图 3)(张亚妮，2011；盛杰，2012)。

2 环流特征与演变

2013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

极涡呈椭圆形绕极分布，极涡强度主体位于80°N以北，中心偏向格陵兰岛东北部一侧，极涡中心强度为520 dagpm，接近气候平均。

2.2 中高纬度环流呈4波型

500 hPa月平均位势高度场上，中高纬度环流呈4波型分布，长波槽分别位于欧洲西部、亚洲东海岸、美国阿拉斯加地区和北美西海岸。亚洲中高纬为一槽一脊形势，脊区位于乌拉尔山至巴尔喀什湖附近地区，东亚大槽位于130°E附近，较常年偏强4~8 dagpm，东亚北部环流经向度较大。我国北方中东部地区受槽后脊前西北气流控制，不断有小股冷空气南下，造成了东北地区和北方冬麦区气温偏低并出现低温冷害。

2.3 副热带高压和南支槽强度均偏弱

西北太平洋副热带高压(以下简称副高)主体断裂为两部分，分别位于菲律宾群岛和马里亚纳群岛附近，强度较常年偏低2 dagpm。副高西脊点位于118°E，较常年位置略偏东，不利于西北太平洋的西南暖湿气流水汽向我国输送。南支槽位于90°E附近，环流较为平直，表现为较弱的正距平，强度较常年略偏弱，不利于水汽向西藏南部和云贵高原输送，西藏南部、云南等地降水较少，不利于缓解云南持续的气象干旱。

2.4 环流演变与我国天气

图 5给出了4月上、中、下旬欧亚地区500 hPa旬平均位势高度场。上旬(图 5a)，乌拉尔山和鄂霍次克海有暖性高压脊存在，我国西部地区受高压脊控制，温度较高，降水偏少；日本海到我国中东部沿海地区为低槽区，槽后贝加尔湖到我国东北地区为西北气流控制，其上多波动，我国北方地区雨雪天气频繁，旬内西北地区东部、华北、东北等地先后出现3次雨雪天气过程。南支槽位于60°E附近，较常年位置偏西，强度偏弱，西南旱区持续少雨天气。旬内共有3次较明显的天气过程：1—2日，乌拉尔山阻塞高压建立，其东侧不断有冷空气南下，西北气流中有分裂小槽东移。东北到黄淮地区出现一狭长的低压带，并形成闭合低涡，造成东北地区出现强降雪，4月1日辽宁中部有5站日降雪量超过20 mm，最大降雪量达到了26 mm。同时，中路冷空气与东移的南支槽前的暖湿气流交汇，造成了江南华南地区的大到暴雨过程。4—6日，乌拉尔山阻高崩溃，冷空气沿蒙古高原分裂南下，位于东北至河套地区的北支低槽与位于西南地区东部的南支波动出现同位相叠加，槽前西南气流异常强盛，同时副高脊线位于10°N，西脊点稳定在110°E附近，有利于我国中东部地区持续的水汽输送。受其影响，东北地区中南部出现大到暴雪，江南大部、华南东部、西南地区东南部普降大到暴雨，江西中部、广东东部部分地区出现了大暴雨，贵州东南部、湖南东部、广东东部局地出现了超过50 mm·h^-1的短时强降水。8—10日，我国中低纬度多波动，副高明显西伸北抬，江南、华南东部再度遭受连阴雨天气，日降水量在20~60 mm左右。

中旬(图 5b)，欧亚中高纬维持两槽一脊的环流形势。位于乌拉尔山的高压脊东移至新疆附近，强度减弱；鄂霍次克海高压强度有所加强，形成阻塞形势；我国东北地区位于两高之间的低压带，为倒“Ω”流型。黑龙江东北部附近有闭合低涡形成，低涡中心强度达到了520 dagpm。17日，横槽迅速转竖，寒潮爆发，我国中东部大部地区有5~10℃的降温，华北西部、黄淮、江淮、江汉、江南中西部和北部以及陕西中部、贵州中东部等地降温幅度达12~20℃。新疆天山附近、甘肃以及河套地区部分站点伴有6~8级的大风；西北地区由于前期温度较高，降水偏少，土壤湿度较小，17日部分地区出现沙尘暴天气，其中新疆民丰出现强沙尘暴。低纬度地区，南支槽东移至90°E附近，有利于水汽向我国南方地区的输送。南支锋区上多短波波动，西南地区和青藏高原南部出现降水天气，旱情有所缓解；在南支槽和地面冷锋的共同作用下，17—19日江南、华南大部和西南地区东南部出现大到暴雨，贵州、重庆、湖南局地还伴有雷雨大风或冰雹等强对流天气，广西观测有龙卷发生。

下旬(图 5c)，中高纬的环流形势与中旬较为相似，东亚大槽东移至鄂霍次克海附近，强度减弱；而位于新疆附近的高压脊与青藏高原的高压脊合并加强，高压脊前的西北气流引导冷空气沿中路南下影响我国中东部地区。低纬度地区，南支锋区东移至青藏高原南部，强度略有增强；副热带高压明显西进，西脊点位于95°E附近，较大的气压梯度导致我国南方地区中低层西南暖湿气流强盛，与北方南下冷空气交汇于长江中下游及以南地区，导致了24—26日以及29—30日江汉、江南、华南以及西南地区东部的强降水天气，多地出现大暴雨，广西东南部局地出现大暴雨(日降水量达252.2 mm)，部分地区并伴有短时雷雨大风、冰雹等强对流天气。

3 冷空气活动和沙尘天气 3.1 概况

4月主要有两次冷空气过程，较常年同期偏少。3—9日的冷空气过程为低槽东移型，我国中东部大部地区遭受了中等强度冷空气影响，西北地区出现了扬沙和浮尘天气。17—21日的过程为横槽转竖型，华北、黄淮、江淮、江汉和江南大部普遍有10~20℃的降温，北疆地区、甘肃河西走廊、陕西中部、黄淮、江南大部部分地区出现了8级以上的大风，此过程达到了寒潮标准。西北地区东南部、华北等地出现霜冻并造成低温冷害，导致土壤化冻迟，春播期明显推迟。南疆、甘肃、宁夏和内蒙古西部局地出现沙尘暴，局地还出现了强沙尘暴。主要冷空气过程见表 1。

3.2 4月17—21日冷空气和沙尘天气过程分析

前期受高压脊前西北气流控制，我国大部地区升温明显，随着横槽南摆引导冷空气南下，我国大部地区降温幅度在5~10℃，其中华北西部、黄淮、江淮、江汉、江南中西部和北部以及陕西中部、贵州中东部等地降温幅度达12~20℃。此外，西北地区还出现了浮尘和扬沙天气。

4月16日08时，500 hPa新疆北部有高压脊存在，贝加尔湖至东北地区北部为广阔的低压带，贝加尔湖附近有闭合低涡存在，冷中心强度为-40℃，冷涡向西伸出一个横槽(图 6a)大量冷空气在此聚合，地面冷高压达到1020 hPa。纬向锋区位于贝加尔湖东南部至内蒙古中东部，锋区中有一系列短波槽向东传播。17日白天，西北地区东部至华北一带地面有倒槽发展(图 6b)，出现大幅度的回温现象，日最大增温超过10℃，强烈的回暖天气常是春季寒潮的前兆。17日20时，横槽转竖，冷空气大举南下。槽后环流经向度加大，锋区加强，500 hPa温度梯度由原来16℃/10纬距增加到18℃/5纬距，锋生明显。锋生导致力管项加强，500 hPa以下各层风速普遍增大，槽后冷平流加强导致蒙古中部的冷空气(冷高压中心强度为1030 hPa)加速南下。位于地面冷锋顶部的蒙古气旋(中心位于甘肃陇东附近，中心气压小于995 hPa)快速发展，其北侧气压梯度较大，地面偏东风达到10 m·s^-1，沙尘天气开始出现(图b阴影区)。18—19日，由于有东移的高原槽和南支槽相接应，冷空气一路南下至江南华南地区，使该地区温度骤降10~20℃，造成了全国性的寒潮天气。

4 主要降水过程和强对流天气 4.1 概况

2013年4月我国降水的主要特点是：(1) 南方地区降水主要位于江南中东部、华南，而云南、四川部分地区气象干旱持续发展。(2)4月18日夜间开始至20日，北方冬麦区出现今年以来最强的一次降水天气过程，局地出现暴雪，河北中南部、山西部分地区突破历史最晚终雪日期, 使冬麦区大部地区气象干旱缓和。(3) 东北三省持续低温且多雨雪天气，2012年11月至4月30日全区平均降水量达120.7 mm，较常年同期偏多66.5%，为1961年以来历史同期最多，导致部分地区土壤过湿。低温和春涝“双碰头”对东北农区春耕备耕和适时春播造成不利影响(国家气候中心，2013)。

4月主要出现了3次较为明显的降水过程，表 2给出了主要降水过程的起止时间、影响系统和主要落区。3次降水过程以29—30日降水过程范围最广，对流性最强，造成了6人死亡，直接经济损失达数亿元，以下将对这次过程做简要分析。

4.2 4月29—30日强对流过程分析

4月29—30日，我国南方地区出现了大范围的强对流天气。大雨倾泻而下，湖北中东部、安徽南部、江西中北部、湖南东部、贵州北部和南部、重庆南部、广东北部以及广西大部出现小时雨量大于50 mm的强降水，其中广西东南部出现102 mm·h^-1的短时强降水。此次过程最大雨量达到了309.5 mm(广东海丰)，造成了多地区的城市内涝。此外，强降水还伴有狂风冰雹的袭击，江南北部、华南以及西南地区东南部多地出现雷暴大风，四川、云南等省部分地区遭受冰雹天气，局地冰雹颗粒最大直径达3 cm，公路路面冰雹厚度达14 cm，造成部分房屋受损和人员伤亡。

4月29日08时，副高主体位于南海附近，其西脊点稳定在107°E。高原槽与南支槽东移过程中出现同位相叠加，深槽位于江汉中部至西南东南部一带。随着低槽东移接近副高，500 hPa锋区加强，高空急流加强，江南中部、华南局地风速超过了20 m·s^-1，强垂直风切变为对流活动的加强提供了条件。高空锋区的加强也促使了中低层系统的发展，四川盆地东南部700 hPa有西南涡生成发展，江南北部至西南地区东南部850 hPa有人字形切变，为该地区提供了较好的动力辐合条件。850 hPa切变线南部有低空急流核存在，局地风速达到了14 m·s^-1，而此时风速大值区前端正好位于水汽通量大值区(江西北部至湖南中部部分地区850 hPa水汽通量达到了16 g·cm^-1·hPa^-1·s^-1)，为江南中北部提供了丰富的水汽和辐合(图 7)。该地区上空500 hPa对应的温度露点差大于40℃，为明显的干区(图 8b)，这种上干下湿的层结有利于对流系统的加强。从湖北武汉站的08时探空也可以看到(图 8a)非常清晰的下湿上干的结构，CAPE值达到1223 J·kg^-1，具有很强的不稳定能量，非常有利于雷暴大风天气的形成。

本次过程是典型的南方春季强对流过程，低层急流极强，水汽条件好，中层相对较干，并伴有中空急流，这种情况下常常会同时出现短时强降水、雷暴大风等强对流天气。由于系统移速较快，此次过程列车效应不明显，所以没有出现局地持续的强降水天气。

致谢：感谢国家气象中心张永恒、王莉萍提供的降水量、降水距平和温度距平资料。