引言

3月为我国由冬季向春季过渡的阶段，我国气候的主要特点是气温逐渐回升，冷空气逐渐减弱，但仍有一定势力，西南暖湿气流开始逐渐增强，冷暖空气交汇开始明显。南方开始出现短时强降水、雷雨大风或冰雹等强对流天气。随着地表的解冻，北方沙尘暴开始肆虐；南方阴雨天气、中东部雾-霾天气开始频繁(董全等，2014)。

2015年3月，北半球极涡呈偶极型分布，位置较常年同期明显偏南；欧亚中高纬环流经向度较小，冷空气势力较弱，全国大部地区平均气温持续偏高。南支槽平均位置位于70°E附近；同时，副热带高压较常年同期明显偏强、位置偏西，中东部大部地区平均降水量较常年同期明显偏少。月内，我国江南等地多阴雨天气，河北、山西等地气象干旱发展，我国东部出现3次轻到中度雾-霾天气，北方出现5次沙尘天气过程，云南、四川等省部分地区遭受风雹灾害。(国家气候中心，2015)。

1 天气概况 1.1 降水

2015年3月，全国平均降水量为21.8 mm，较常年同期(29.5 mm)偏少26.1%(国家气候中心，2015)。黄淮中南部、江淮、江汉、江南、华南、西南地区大部、新疆西北部、西北地区东南部、东北地区东部等地月降水量大于10 mm，其中，江南中东部月降水量大于100 mm，江西中部、浙江中部大于200 mm，降水量最大值出现在江西南丰站，达257.7 mm；我国其余大部地区降水量不足10 mm(图 1)。

与常年同期相比，除新疆西北部、青海中西部、甘肃东南部、陕西中南部、黑龙江东部、云南东部和南部、安徽北部、西藏西南部等地降水量偏多2成至1倍，局部1倍以上外，我国其余大部地区降水量接近常年或偏少，其中新疆中南部、甘肃河西地区、内蒙古大部、华北大部、山东北部等地偏少8成以上(图 2)。

1.2 气温

2015年3月，全国平均气温为5.8℃，较常年同期(4.1℃)偏高1.7℃，为1961年以来历史同期第四高值(国家气候中心，2015)。全国大部分地区气温偏高或接近常年，其中新疆西南部、青海中东部、甘肃中部、内蒙古中东部、黑龙江东部、华北大部、四川大部、云南大部、重庆北部等地偏高2~4℃(图 3)。

2 环流特征和演变

2015年3月北半球环流形势较之2015年2月有明显调整(宫宇等，2015)。图 4给出了2015年3月500 hPa平均位势高度及距平场，本月北半球环流形势有以下主要特点。

2.1 环流特征

北半球极涡呈偶极型分布，东、西半球极涡分别位于拉普帕夫海和加拿大东北部，极涡中心值均低于504 dagpm(图 4a)。西西伯利亚、中西伯利亚北部以及远东地区北部为负距平，负距平中心亦位于拉普帕夫海附近，中心值达到－8 dagpm，表明东半球极涡位置较常年同期明显偏南，强度偏强(图 4b)。中高纬环流呈4波型，分别位于西欧、东亚、太平洋东部和北美东部，东亚大槽附近为0~4 dagpm的正距平区，表明东亚大槽较常年同期偏弱。此外，亚洲中纬处于较平直的西风环流控制，距平场上，高纬和中纬地区分别为负距平和正距平，中高纬环流经向度较常年偏小，不利于引导冷空气南下，从而月内冷空气活动强度较弱，由此导致我国大部地区气温较常年同期偏高。西太平洋副热带高压(以下简称为西太副高)脊线位于15°N附近，西伸脊点位于95°E附近，与常年同期相比，位置明显偏西，强度明显偏强(图 4a)。

2.2 环流演变与我国天气

图 5给出了3月上、中、下旬欧亚地区500 hPa大气环流发展演变的三个时段的平均高度场。上旬(图 5a)，欧亚大陆高纬地区呈现“西脊东槽”环流形势，远东地区东北部低涡中心强度达508 dagpm，低涡南部低槽深厚，西西伯利亚和中西伯利亚受槽后西北气流控制，有利于冷空气东移南下影响我国，旬内出现两次全国范围中等强度冷空气，我国中东部大部气温较常年同期明显偏低。低纬地区，南支槽位于70°E附近，西太副高西伸脊点伸至100°E以西，故该旬西藏中西部降水较常年同期明显偏多，气温较常年同期明显偏低。

中旬(图 5b)，低涡位于中西伯利亚北部，中心强度达500 dagpm，亚洲高纬受宽广低槽控制；我国中东部上空处于较为平直的西风带中，无明显槽脊活动，中旬全国大部气温较常年同期偏高；西太副高较上旬明显西伸，范围增大，不利于西太平洋和孟加拉湾向我国南方地区的水汽输送，故中旬我国南方地区降水较常年同期明显偏少。

下旬(图 5c)，500 hPa等压面上，低涡仍维持在中西伯利亚北部，中心强度加强至496 dagpm，锋区位于贝加尔湖以北；巴尔喀什湖附近有一低槽，给新疆北部带来明显雨雪天气；我国大部受明显高压脊控制，因此全国大部气温较常年同期明显偏高，其中，内蒙古东部气温距平大于6℃；此外，南支槽东移至90°E附近，同时，西太副高主体东退至100°E以东，有利于孟加拉湾的暖湿气流向我国西南地区输送，故下旬我国西南地区降水较常年同期明显偏多。

3 冷空气和沙尘活动 3.1 概况

从西风指数的演变(图略)可以看到，3月1－12日，西风指数在气候平均值附近摆动，其中，7－12日西风指数较常年同期偏小；13－31日，西风指数明显增大，较常年同期明显偏大。西风指数的演变表明7－12日欧亚中高纬地区环流以经向型为主，13日以后欧亚中高纬地区环流以纬向型为主。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，导致本月我国气温普遍偏高，雾、霾天气偏多，沙尘天气偏多。影响我国的冷空气和沙尘天气过程如表 1所示。

3.2 3月8－10日冷空气过程分析

3月8－10日，我国中东部大部出现了4~8℃降温，其中内蒙古中西部、西北地区东北部、东北地区南部、山东西部等地降温幅度达10~12℃。此次冷空气过程属于全国范围中等强度冷空气过程，对6－8日华北、黄淮等地雾-霾天气的减弱消散起到了关键作用。

3月7日开始，乌拉尔山附近的高压脊不断东移加强，西西伯利亚地区持续受强大高压脊控制，远东地区持续受宽广低槽影响，冷空气从贝加尔湖以北南下堆积在贝加尔湖附近，500 hPa等压面上表现为贝加尔湖以西的横槽以及横槽附近－44℃的冷中心。此时地面在这一地区对应1040 hPa的高压中心。

在横槽转竖的过程中，低槽迅速发展东移并在东北地区北部形成低涡，低涡缓慢东移，强度基本维持，低涡南部高空槽随之东移发展。500 hPa等压面上低涡附近存在一个－44℃的冷中心，地面高压逐渐增强(图 6a)。我国北方大部出现4~6级偏北风，南疆盆地、甘肃西部、内蒙古西部等地先后出现浮尘或扬沙，局地沙尘暴，且淮河以北地区出现4~8℃降温，局地降温幅度达10~12℃。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，冷空气经内蒙古东移南下，影响我国中东部大部地区。8日20时，冷空气东移南压至江南北部，给这一地区带来4~8℃降温；当冷空气在江南中部与西南气流汇合，形成明显的切变线时，江南大部出现小到中雨(图 6b)。总体而言，此次冷空气过程势力强、速度快，路径偏东，华南及江南中东部西南气流不强，因此，北方以大风降温和沙尘天气为主，南方以小到中雨天气为主。

随着冷空气东移南下，势力不断减弱，当冷空气主体东移出海后，其后部地面高压中心减弱到1020 hPa，此次冷空气过程趋于减弱结束。

4 主要降水过程 4.1 概况

3月，我国的主要降水过程有5次(表 2)，江南大部、华南北部、贵州中东部等地多阴雨天气。

4.2 3月17－20日降水过程分析

3月17－20日，我国黄淮中南部、江淮、江汉中东部、江南东北部、陕西中部出现中到大雨，局地暴雨或大暴雨；其中3月17日08时至18日08时，湖北中东部、安徽南部、江苏中南部、浙江北部、上海等地经历了一次短时强降水天气过程，局地伴随有雷暴大风等天气。图 7给出3月17日08时至20日08时的累积降水量。

16日20时，冷空气前锋已到达华北北部和西北地区东北部附近(图略)。17日，冷空气开始大举南下，冷锋前沿南压至黄淮南部、江淮北部附近，西北地区东部高空槽东移南下，云南东部南支槽系统东移北上，后期与高空槽合并加深并继续东移。中高层干冷空气侵入有利于不稳定的建立和维持(樊利强等，2014)。

16日，850 hPa等压面上，我国中东部大部受一致的西南气流控制，风速均小于10 m·s^-1；随着弱冷空气东移南下，17日20时，安徽西部生成一个低涡，低涡南部西南暖湿气流异常强盛，安徽南部、江西等地出现最大风速中心超过16 m·s^-1的低空急流。冷式切变线位于湖北省东部和湖南北部，暖式切变线位于安徽中部和江苏中部，暖式切变线北部受偏东气流控制(图 8)。低涡南部的西南气流，有利于江淮、江汉等地持续增温增湿，850 hPa相对湿度在70%以上。低空西风急流有利于在低空形成高湿区，从而建立和维持低空的对流不稳定层结(朱乾根等，2007)。此外，16日，江南江淮地区K指数小于30℃，17日，江淮南部、江南东北部的K指数迅速增大，达35℃，表明大气层结不稳定建立并维持(图 8)，亦对应短时强降水发生发展的时间。假相当位温梯度大值区基本维持在黄淮南部、江淮、江南北部地区，位温值在310~335 K之间(图略)。以上分析可见，无论是动力还是热力条件都有利于上述地区出现短时强降水。

到18日20时，随着弱冷空气减弱，低涡减弱消散，低层切变线南压至江南东北部，降水雨带随之南压至江南东北部，低层西南风急流消失，降水明显减弱趋于消失。

5 雾-霾天气 5.1 概况

3月，我国东部地区出现3次轻到中度雾-霾天气。3月6日至8日上午，北京、天津、河北中南部、山东北部、辽宁中南部等地出现霾；16－21日，华北、黄淮及陕西关中等地出现间歇性霾，以轻到中度霾为主，其中16日北京局地出现重度霾；28－30日，北京、天津、河北、辽宁等地出现轻到中度霾。另外，19日至21日早晨，河南中东部和西南部、山东西部等地部分地区出现能见度不足1000 m的雾(国家气候中心，2015)。

5.2 3月6－8日中东部地区大范围雾、霾天气过程分析

3月6－8日，北京、天津、河北中南部、山东北部、辽宁中南部等地出现轻到中度霾，局地重度霾。中央气象台7日08时发布霾黄色预警。

从这次雾-霾天气过程500 hPa环流形势来看，3月6－7日，东北地区北部的低涡基本维持，低涡南部有短波槽快速东移，但影响范围偏北，我国中东部上空处于较为平直的西风带中；地面高压主体位于贝加尔湖西北侧，我国中东部大部地区位于均压场中，气压梯度较小，环流形势有利于雾-霾天气的发生和维持(图略)。3月8日08时，乌拉尔山附近的高压脊东移，槽后脊前冷平流增强，低槽迅速加深，地面高压随之迅速增强，高压中心位于贝加尔湖以西，中心强度达1062.5 hPa，1025 hPa等压线南压至华北北部。后期，冷空气继续东移南下，霾趋于减弱消散。

3月6－7日夜间，华北、黄淮等地2 m相对湿度在70%以下，PM_2.5浓度逐步上升，PM_2.5浓度一般在100~150 μg·m^-3，局地在250 μg·m^-3以上。此外，我国中东部大部地区混合层高度多在1.5 km以下，加上近地层风速维持0~2 m·s^-1(图 9)，地面水平通风系数小，静稳天气指数均在10以上。综合以上分析，在静稳天气形势下，大气水平和垂直扩散能力均较弱，6－7日夜间，我国中东部地区出现大范围雾-霾天气。8日上午，由于冷空气南下，我国长江以北地区综合垂直交换系数由负转正，大气扩散能力增强，静稳天气指数自北向南逐渐减小(图略)，雾-霾天气自北向南逐渐减弱趋于消散。

致谢：感谢国家气象中心孙瑾提供的降水量、降水距平和温度距平资料。