引言

3月为我国由冬季向春季过渡的阶段，随着太阳直射点往北移动到赤道地区，我国气候的主要特点是气温逐渐回升，冷空气逐渐减弱，南方开始出现短时强降水、冰雹等强对流等天气。随着地表的解冻，沙尘暴开始肆虐(乔林等，2002；郭文华，2006；赵素蓉，2009)。另一方面，在部分年份3月气候具有2月气候(董全，2012)的部分特点，南方阴雨持续(郭文华，2006)，西南地区和华北等地干旱发展，中东部雾霾频繁(张涛等，2007)。

3月我国气候的以上特点和其环流形势有关。欧亚大陆主要受两槽一脊影响，分别为欧洲大槽、东亚大槽和贝加尔湖(以下简称贝湖)以西的弱高压脊(周庆亮，1997；张碧辉等，2013)，同时此时西北太平洋副热带高压(以下简称副高)加强并西伸北抬，青藏高原短波槽逐渐活跃并不断东移。导致全国气温回升，冷空气频繁，南方出现阴雨或强对流天气。

2014年3月我国气候接近常年同期平均状况。主要特点是，气温较常年同期偏高，其中内蒙古大部、华北、黄淮、江淮北部、江汉大部及陕西中部、宁夏、辽宁中北部、吉林中西部等地偏高2～4℃；降水量呈现北方偏少，南方偏多的态势，其中，江南中部、华南中部及西南地区东部和青藏高原中部等地偏多2成至1倍，东北地区北部、华北大部、黄淮、西北大部、江汉大部以及云南西北部等地一般偏少2～8成，华北东南部及山东大部、河南中南部、黑龙江北部、内蒙古中部和西部、甘肃西部、青海西北部、新疆南部等地偏少8成以上(国家气候中心，2014)。

1 天气概况 1.1 降水

2014年3月，全国平均降水量29.1 mm，与常年同期(29.5 mm)基本持平。从空间分布上看，江淮南部、江汉东南部、江南、华南大部及贵州大部、重庆大部、四川东南部等地累计降水量在50 mm以上，其中江南大部及广东大部、广西东北部、重庆西部等地有100～200 mm，部分地区超过200 mm；北方大部地区及西藏中部和西北部、云南中北部、四川西部降水量不足10 mm，其中新疆南部、青海西北部、甘肃西部、内蒙古中西部、黑龙江西北部等地基本无降水；全国其余大部地区在10～50 mm之间(图 1)。

降水量与常年同期相比，除江南中部、华南中部及贵州大部、四川东部、重庆大部、西藏中部、青海南部、吉林中部、内蒙古东南部等地偏多2成至1倍外，全国其余大部地区接近常年或偏少，其中东北地区北部和南部、华北大部、黄淮、西北大部、江汉大部以及云南西北部、四川西部、西藏东部和西部、海南、广东西南部、福建南部、浙江北部等地一般偏少2～8成，华北东南部及山东大部、河南中南部、黑龙江北部、内蒙古中部和西部、甘肃西部、青海西北部、新疆南部等地偏少8成以上(图 2)。

1.2 气温

2014年3月，全国平均气温5.3℃，较常年同期(4.1℃)偏高1.2 ℃，为1961年以来第六高值。从空间分布看，全国大部地区气温接近常年同期或偏高，内蒙古、东北大部、西北东部和中部、华北、黄淮、江淮、江汉、江南大部以及云南东部等地偏高1℃以上，其中内蒙古大部、华北、黄淮、江淮北部、江汉大部及陕西中部、宁夏、辽宁中北部、吉林中西部等地偏高2～4℃(图 3)。

2 环流特征和演变

图 4给出2014年3月北半球500 hPa平均位势高度及距平图，与常年同期的环流形势相比，2014年3月的环流形势有以下主要特点。

2.1 极涡偏强位置偏南

北半球极涡呈偏心型分布，主体中心位于加拿大中部，强度达504 dagpm，位置较常年平均偏南，强度异常偏强16 dagpm。与常年平均相比，在新地岛和鄂霍次克海(简称鄂海)附近出现两个低涡环流闭合中心，前者对应-10~-8 dagpm的负距平中心，表明低涡异常偏强，后者较常年平均的低值区位置偏南，强度略偏强。

2.2 贝湖附近高压脊偏强，副高和南支槽强度接近常年

常年3月北半球中高纬环流呈4波形分布，4个槽分别位于北美东部、欧洲东部、亚洲东部、以及东太平洋，其中东太平洋的槽强度最弱，表现出北半球季节变换时中层环流由3波向4波转换的特征(朱乾根等，2000)。

控制欧亚的主要环流表现为两槽一脊，即欧洲大槽、东亚大槽和贝湖附近的高压脊。从距平图 4b可以看到，除新地岛低涡偏强外，欧洲大槽和东亚大槽的位置和强度都接近常年平均。最显著的变化是贝湖高压脊偏强6 dagpm，并且4 dagpm的正距平区伸展到北极圈，高压脊强度的异常偏强和范围的异常北伸，一方面阻断了源于新地岛极涡的冷空气东移南下影响我国，另一方面导致我国气温异常偏高。

副高和南支槽的位置和强度接近常年平均，降水量接近常年。

2.3 环流演变与我国天气

2014年3月上旬(图 5a)，欧亚环流形势为一槽一脊，乌拉尔山阻塞高压(简称乌山阻高)较2月(杨寅等，2014；董全，2012)有所减弱，东北亚低涡较2月明显减弱，位置偏东，导致影响我国的冷空气以西路为主(伍荣生，2002)。3月2日开始，乌山阻高东侧的西风槽从新疆北部开始东移影响我国，给我国带来了一次中等强度的冷空气过程，使上旬北方气温较常年同期偏低2~4℃左右。在冷空气影响前，上旬地面气温较低，低层大气交换较弱，分别导致3—5和8—11日在华北和黄淮等地出现了两次中到重度霾的天气过程。同时，欧洲北部一低涡系统逐渐发展，并东移南下，导致乌山阻高崩溃，我国新疆以西维持低槽区。上旬南支系统较弱，所以降水也较弱。

3月中旬，随着新地岛附近低涡的维持和增强，欧洲大槽建立，同时亚洲大陆上空范围宽泛的高压脊建立。从新地岛低涡和欧洲大槽不断有冷空气分裂东移，沿亚洲高压脊北侧东移南下影响我国，所以冷空气强度以中等强度为主，冷空气主体路径偏北。导致中旬我国江南和西南以北大部地区气温较常年 同期偏高4℃左右。同时南支槽和青藏高原短波槽逐渐活跃，配合冷空气影响，为我国南方地区带来大到暴雨的天气过程，西南地区东部和华南西部多阴雨天气。

3月下旬，由于亚洲大陆高压脊的强大，东路和中路冷空气开始影响我国，但强度较弱。后期新地岛低涡、鄂海低涡和欧洲大槽强度都明显减弱，冷空气强度也减弱。使下旬我国气温较常年同期进一步偏高，北方地区偏高6~8℃，江南偏高5℃左右，华南偏高2℃左右。同时，青藏高原低涡进一步活跃，并不断东移，南支系统加强，充沛的水汽输送和低层升温，再配合北方冷空气的作用，导致我国南方地区降雨范围进一步增大，强度增强，出现连续多日的阴雨寡照天气。19—20日在来自贝湖附近的冷空气南下和南支系统共同作用下，江南中东部出现大范围雷暴和局地风雹天气。之后一周左右，西风槽以弱短波系统为主，冷空气势力较弱，同时高原系统和南至系统较弱，持续较长时间的较为稳定的环流系统，带来了23—27日华北、黄淮和东北等地的一次中或重度霾天气过程，其中3月23—27日的霾天气影响范围广，持续时间长，污染程度也最重。28—29日在西风短波槽、东移高原槽和南支系统的共同作用下，生成一西南涡，并伴随α中尺度飑线系统，在其东移过程中，给江南大部带来了一次区域性的强对流天气。29—31日同样在东移高原槽和南支槽前暖湿气流的共同作用下，在华南大部出现了雷暴、冰雹、大风和短时强降水等强对流天气。

3 冷空气和沙尘活动 3.1 概况

本月受亚洲高压脊偏强的影响，虽然影响我国的冷空气过程频繁，但是强度都较弱，以中等强度和弱冷空气为主，路径都偏北。导致本月我国气温普遍偏高，雾霾天气偏多，沙尘天气偏少。冷空气主要取西路路径影响我国，后期部分冷空气取东路和中路路径。影响我国的冷空气和沙尘天气过程如表 1所示。

3.2 3月19—21日冷空气过程分析

3月16日开始，在来自极圈的冷平流和正涡度平流的共同作用下，新地岛附近的低涡和欧洲大槽不断加强，并在欧洲中东部切断出闭合低涡系统。在上下游效应的作用下，乌拉尔山附近的高压脊不断东移并加强。到18日，阻塞形势形成，阻塞高压位于我国新疆以北和贝湖以西的西伯利亚(图 6a)。在阻塞高压不断发展的同时，其东南部不断有极地冷空气从贝湖以北南下堆积在贝湖附近，500 hPa形势图上表现为贝湖以南的横槽，和横槽附近及其以北的-37℃的冷中心。此时地面在这一地区对应1050 hPa的高压中心。

在阻塞高压和横槽发展的过程中，槽两侧的风场几乎对称，槽后有很强的负涡度平流和暖平流，有利于槽后高空高压脊的发展和东移南下，而槽前有很强的正涡度平流和冷平流，有利于槽前高空槽的发展和东移南下(图略)(伍荣生，2002)。系统发展到18日08时(图 6a)，槽后风场和等温线几乎平行，温度平流减弱，而槽前的冷平流和正涡度平流依然很强，导致横槽的快速转竖，同时强度有所减弱。

在横槽转竖的过程中，19日北方大部地区出现 4～6级的北风，蒙古国、甘肃中西部、新疆东部和南疆盆地，以及内蒙古西部先后出现浮尘和扬沙天气，我国北方部分地区出现8～10℃的降温。由于此次横槽转竖过程是在蒙古国开始，冷空气主体距离我国近，势力强，冷空气经内蒙古大举南下，影响我国中东部大部地区。20日南侵到四川盆地和西南地区东部时，给这一地区带来了4级左右的风和16～18℃左右的降温。当冷空气南下到华南时，广东中部的部分地区出现了7级左右的大风。此次冷空气过程势力强、速度快，而南方没有较好的系统配置，所以以大风和降温天气为主，西南地区和我国南方地区出现小到中雨，部分地区出现大雨或暴雨。

随着冷空气的南下，其势力不断减弱，当冷空气前锋到达我国南海时，其后部地面高压中心减弱到1030 hPa。之后系统保持槽前槽后不对称的结构东移。

4 主要降水过程 4.1 概况

2014年3月我国比较强的降水过程主要有3次(表 2)，总体降水量接近常年同期，在空间分布上不均匀，大体呈北少南多的态势。江淮北部及其以北大部地区，以及云南中北部和青藏高原东南部降水量偏少5成以上，其中内蒙古中西部、甘肃西部等地基本无降水。而江南中西部偏多2成左右，西南地区东部和华南的部分地区偏多5成至1倍以上。尤其在本月下旬，江南和华南分别经历了两次区域性的强对流天气过程，并有雷暴、大风、短时强降水和冰雹等天气出现。

4.2 3月28—29日江南强对流过程

3月27日，青藏高原中部有一个很弱的短波槽发展，同时蒙古国西南部有一个低涡发展并东移。到28日，高原槽由高海拔区东移进入低海拔的四川盆地，在位势涡度守恒的约束下，由于气柱的突然伸长，涡度急速增大，短波槽发展形成西南涡。西南涡的生成，使南支系统发展加深，槽前的偏南气流加强。同时北方的低涡东移至我国内蒙古中部，虽然强度减弱，但其后部的弱冷空气南下渗透进入四川盆地，与西南涡东南部的暖湿气流相遇，冷暖空气的作用进一步使得西南涡发展加强。此时，西南气流刚刚建立，且位置偏东，西南地区的水汽输送有限，所以只在重庆西南部和四川东南部出现中到大雨，局地暴雨。

随着高空槽的东移，到28日20时，西南涡随之东移到湘鄂赣三省交界处，在低层发展形成较为完整的中尺度气旋性环流。850 hPa上，从华北渗透南下的冷空气温度低至12℃，露点温度低至3℃(湖北恩施站，站号：57447)，风速较低，以东北风为主，而低涡东南部没有西南气流，温度和露点温度分别为15和13℃(湖南马坡岭站，站号：57679)，最大风速达20 m·s^-1。东北风和西南风之间形成温度和湿度对比明显的一条东北—西南走向的切变线，同时地面上，在850 hPa切变线略前方有一条中尺度辐合线(图 7a)。从图 7b湖南马坡岭站探空随时间变化的剖面图可见，28日20时，400 hPa以下的西南风突然增强，500和850 hPa的风速分别达到24和16 m·s^-1, 垂直风切变增大，使得对流组织性加强而变强。伴随西南风的增强，低层700 hPa以下的温度和整层的露点温度都明显升高2℃左右，尤其500 hPa的露点温度升高了17℃。整层湿度和低层温度的增加，增大了大气层结的对流不稳定度。层结的变化通过K指数也反映了出来，湖南马坡林K指数从27日的30℃左右，升高到28日20时的38℃，之后到29日08和20时分别降低到19和5℃。西南急流的出现和持续，一方面为强降水的发生提供了充足的水汽和不稳定能量，同时其和北方冷空气之间的切变线和地面辐合线，为暴雨对流系统的触发和发生提供了动力条件(陶诗言，1980)。

28日，在上述系统的配置下，在江南形成了一条东北—西南向的α中尺度飑线，在其发展东移的过程中，给西南地区东部、江南大部、江汉和江淮南部带来了雷暴大风、强对流和冰雹等强对流天气。飑线过境后，受冷空气控制，地面风迅速由西南风转变为偏北风，低层风速达到12 m·s^-1，同时温度和露点温度都下降，尤其高层500 hPa以上，露点温度下降更明显(图 7b)，大气层结演变为绝对稳定。

4.3 3月29—30日江南强对流过程

从3月29日开始，青藏高原东部有一短波槽不断东移，同时，西太副高和印度洋副高都呈现加强北抬的趋势，前(后)者不断西(东)伸。到30日08时，高原槽东移至云南东部，同时西太副高西脊点明显由前期的菲律宾吕宋岛附近西移至我国南海中部偏西地区，南海西北部的低层风速由8 m·s^-1左右增加到16 m·s^-1左右，低层急流建立。西太副高和印度洋副高同时加强导致我国南海附近的高空槽和中南半岛的低层切变线不断加强，有利于槽前偏南气流的加速和维持。

从30日08时的中尺度分析和形势配置可见(图 8)，伴随副高北侧副热带锋区的北抬，500 hPa有一支明显的大风速带位于华南沿海，风速达22 m·s^-1 左右，与高原槽伴随的冷空气东移至华南中部，在四川盆地东北部存在另一支西风带短波槽，槽后的西北气流有利于西南地区东部和华南强对流的生成。中高层的干冷空气和急流，一方面有利于不稳定层结的建立和维持，同时强的垂直风切变(0~6 km垂直风切变接近30 m·s^-1)有利于强风暴和冰雹等对流天气的组织和发展。在850 hPa，在西太副高西北侧的华南中部存在一支西南急流，风速达16 m·s^-1，与之伴随的是华南中部的低层暖脊和华南大部的显著湿区。低层西南暖湿急流伸展到江南南部，与我国东部地区弱高压脊西南部的东南风之间形成一条暖式切变线。低层的暖湿急流不仅加强了垂直风切变，水汽输送增大了整层可降水量，使其达到50 mm左右，同时增强了层结的不稳定度，CAPE值达到1000 J·kg^-1以上。在地面上，受前期冷空气过境的影响，在华南北部存在一条冷锋和地面辐合线，辐合线南侧以偏南风为主，北侧以偏北和东北风为主，冷锋和地面辐合线为强对流天气的发展提供了触发条件。

从29日夜间至31日20时，短波槽和地面辐合线后面的冷空气不断南下，与西南暖湿气流在贵州西南部、广西中部和广东南部交汇，在以上的中尺度系统配置和层结条件下，不断生成低涡系统，并东移，给华南大部带来了雷暴大风、短时强降水和冰雹等强对流天气，其中最大小时雨量达116.2 mm，地面最大风速34.3 m·s^-1，最大冰雹直径52 mm。

到31日20时，西太副高和印度洋副高明显减弱南落，同时华南地区上空的500 hPa等高线变平直，没有短波槽和冷空气东移补充，导致低层西南风急流消失，华南地区变为一致的东北风，强对流天气结束。