1 天气概况 1.1 降水

2017年5月，全国平均降水量59.4 mm，较常年同期(69.5 mm)偏少14.5%。从空间分布来看(图 1)，江淮大部、江汉南部、西南地区大部、西北地区东南部、东北地区东部等地降水量有50~100 mm，长江中下游地区、江南、华南及西南地区东部100~200 mm，局部地区超过200 mm；全国其余大部地区降水量普遍在50 mm以下，其中西北地区中西部大部、内蒙古西北部等地不足20 mm，局部地区几乎无降水(国家气候中心，2017)。

与常年同期相比(图 2)，西北地区西部、东北地区南部、华北地区中东部、黄淮东部、江南中东部、华南地区东部及西南地区南部等地偏少2~8成；东北地区中东部和北部、西北地区中部、华南地区西部、西藏、新疆南部等地降水量偏多2成至1倍，局部地区偏多1倍以上。全国共有337站次出现暴雨，18站次超过月极大值，其中重庆璧山(142.9 mm)、四川邻水(122.9 mm)等13站超过季极大值(国家气候中心，2017)。

1.2 气温

2017年5月，全国平均气温17.1℃，较常年同期(16.2℃)偏高0.9℃，为1961年以来第4高。从空间分布看(图 3)，西南东部、西北中部、华南中西部气温偏低，其中重庆、青海东部、甘肃西南部、云南北部等地偏低0.5~1℃；全国其余大部气温偏高，其中东北大部、华北、黄淮、江淮、江南北部部分地区及内蒙古、甘肃大部、宁夏、新疆等地偏高1~4℃。5月17—19日，我国内蒙古东南部、东北、华北、黄淮等地出现最高气温突破40℃的极端高温天气，部分观测站点最高气温达到或突破当地5月历史极值(国家气候中心，2017)。

2 环流特征和演变 2.1 环流特征

2017年5月北半球500 hPa平均高度及距平的水平分布(图 4)表明，5月北半球环流形势有以下特点。

2.1.1 极涡呈单极型分布，强度偏强

5月，北半球极涡呈单极偏心型分布(图 4)，略偏向亚洲一侧，极涡主体位于贝加尔湖以北地区，中心强度低于528 dagpm。此外，在格陵兰岛附近存在一个切断低压，中心强度低于548 dagpm。相比历史同期，极涡附近有明显的负距平，负距平中心值达到-12 dagpm，表明极涡较常年同期偏强。格陵兰岛切断低压在距平场上同样表现为较大的负距平，达-12 dagpm。

2.1.2 中高纬环流呈多波型，副热带高压较常年偏强

2017年5月，北半球中高纬500 hPa位势高度呈多波型分布，其中格陵兰岛、乌拉尔山和鄂霍次克海槽区较常年偏强6~12 dagpm，中太平洋槽区强度基本与常年一致，北美东部槽区强度则较常年偏弱明显，达8~10 dagpm。我国中高纬地区受平直西风气流控制，北方大部地区存在2~4 dagpm的正距平，该形势不利于引导冷空气南下，从而导致本月全国大部分地区气温较常年显著偏高，东北、华北等地的气象干旱与此有密切关系。

低纬地区，西太平洋副热带高压(以下简称副高)的强度较常年同期稍有偏强，副高脊线位于18°N附近，西脊点位于100°E附近。南支槽平均位于90°E附近，南支槽控制区域内均为2~4 dagpm的正距平，表明南支槽强度较常年略偏弱(李然和张涛，2016；陈双和何立富，2015；朱文剑和何立富，2013)，从而导致我国南方大部降水明显偏少。月内，我国南方地区共出现5次区域暴雨过程。

2.2 环流演变与我国天气

图 5给出了5月上、中、下旬欧亚地区500 hPa高度场的旬平均环流形势。5月上旬极涡中心位于70°N附近的贝加尔湖以北地区，我国中纬度地区环流总体较为平直，略有西高东低之势。由于极涡较强且长时间盘踞于东亚高纬度地区上空，极涡底部的偏西北气流易于携带冷空气南下影响我国北方地区，造成大风和沙尘天气。在南方地区，副高呈带状分布，北界位于22°N附近的华南地区，且高原南部多短波槽活动，配合副高外围西南暖湿气流的水汽输送，我国南方地区出现两次明显的强降雨过程。2—3日受蒙古气旋南下的冷空气和副高的共同影响，最强降水主要集中发生在长江中游，降水一般在50~100 mm，其中四川东部及重庆超过100 mm；3—7日，在蒙古气旋影响下，新疆南疆盆地、甘肃中西部、宁夏、内蒙古、陕西北部、山西中北部、河北北部、北京、吉林西部、黑龙江西南部、山东、江苏、湖北、湖南北部等地出现沙尘天气，内蒙古部分地区有沙尘暴，局地出现强沙尘暴；7—8日南支槽再次发展，并在地面形成强盛的江淮气旋，强降雨主要发生在江淮、江南及华南地区，其中江西大部、浙江西部、福建西北部、两广地区降水在50~100 mm，局部超过100 mm。其中，5月7日广州出现暴雨到大暴雨，黄埔、增城、中新、花都等地出现特大暴雨。增城新塘镇3 h雨量382.6 mm，破广东3 h雨量历史极值，黄埔区九龙镇日降水量544.5 mm，打破广州市日雨量历史极值。

5月中旬，欧亚大陆中高纬地区大气环流形势调整为“两槽一脊”型，黑海、里海附近和日本海位于槽区控制，我国西北地区、华北地区西部为高压脊区控制；极涡中心略有北收，主体仍位于贝加尔湖以北地区。与上旬形势相比，环流经向度有所加强，有利于引导北方冷空气南下。副高断裂为两段，东段北界位于20°N附近，西脊点位于100°E附近，相比上旬有所南落。10—12日，又一蒙古气旋东移南下，其引导的冷空气从偏东路南下与南支槽和副高配合，导致江南、华南北部和西部出现暴雨；14—16日，前述气旋在东北地区盘踞已久不断壮大，副高在其影响下有所南落，东北冷涡后部的横槽逐渐转竖，华南、西南地区东部出现一次强降雨过程。17—19日，在东北冷涡东移入海后，其后部的较强高压脊占据我国华北、东北等地。受其影响，我国内蒙古东南部、吉林西部、辽宁西部等地最高气温突破40℃，东北、华北、黄淮等地多个站点最高气温达到或突破当地5月历史极值。

5月下旬，欧亚大陆中高纬地区仍维持“两槽一脊”型，高低压系统位置与中旬变化不大，但极涡中心西移至格陵兰岛附近。副高的位置和强度与中旬相差不大，高原槽有所加强。22—24日，受北方南下冷空气和副高外围暖湿气流的共同影响，江淮、江汉、江南、华南、西南地区东部等地发生了5月强度最强、范围最广的一次强降雨过程；其中，23日，湖南南部、广西中东部、广东中部等地出现暴雨，局地大暴雨(100~130 mm)；广东广州及广西玉林、钦州等局地雨量达150~197 mm，最大3 h雨量130~169 mm。28—29日，受高纬度地区冷涡南下影响，内蒙古西部、甘肃西部、新疆南疆盆地等地出现扬沙浮尘天气，内蒙古拐子湖出现强沙尘暴。

3 主要降水过程和强对流过程 3.1 概况

2017年5月我国主要的降水过程有5次(表 1)，主要分布在西南地区、长江中下游及两广等区域。

3.2 5月7日广州极端强降水过程分析

5月7日广州出现暴雨到大暴雨，黄埔、增城、中新、花都等地出现特大暴雨。增城新塘镇1 h雨量184 mm，排历史第二位；3 h雨量382.6 mm，破广东3 h雨量历史极值；黄埔区九龙镇日降水量544.5 mm，打破广州市日雨量历史极值。这次降水过程主要有降水局地性强、小时雨强大、中尺度雨团移动缓慢、降水强度极端等特点。广州地区主要降水时段为7日00—16时，其中极端强降水主要分为两个阶段：00—04时花都花山镇累计雨量达287.9 mm；04—08时增城累计雨量达302.2 mm，其中增城新塘镇05—06时1 h雨量达184.4 mm。

从7日02时天气形势和物理量场(图 6~图 9)的配置可以看出，广州上游地区500 hPa有一弱波动东移，925 hPa华南中北部地区存在明显暖式切变，广州地区处于偏南风和偏东风的弱辐合区域中；地面冷高压主体位于沿江及江南地区，但高压前部的偏北气流已经渗透到华南北部地区，该形势与1977年5月18日广州地区发生强降雨时的配置较为相似；在广州及其以北地区上空存在明显的强上升运动区，低层偏东南气流将南海和西太平洋的大量水汽向华南地区上空输送并在此区域聚集，属于有利于暴雨发生的天气尺度条件。

从6日20时(图 10a)和7日02时(图 10b)清远站的探空曲线来看，夜间边界层和高层增湿强烈，近地面露点从19℃增大到23℃，中高层由干区变为湿区，不稳定能量和垂直风切变不是很强，但湿层较为深厚，0℃层高度位于4~5 km之间，K指数维持30℃以上，同样有利于强降水的产生。

由雷达回波和卫星云图演变(图略)可知，本次降水过程的对流云顶发展并不是很高，但降水效率很高，属于强低质心对流。典型强低质心对流有4个主要特征，即：(1) 中等CAPE，弱垂直风切变；(2) 较深厚的湿层；(3) 明显的低空急流；(4) 边界层与低空急流的相互作用。在本例中，条件(1) 和(2) 可以满足，然而条件(3) 和(4) 并没有明显证据可以证明，因此本例与典型强低质心类型对流还存在一定差别。在本例中，对流云团最早出现于7日00时左右，位于花都以北地区，对流云团发展起来后，雷达回波表现出明显的后向传播特征且移动缓慢，对流云团在较小范围内反复生消。从风廓线的演变情况来看，从化站(图 11a)从7日凌晨开始出现明显的东南风向高层扩展并增强的过程，而珠海站(图 11b)也在7日午后表现出明显的东南风增强现象，低层东南风的增强与广州北部罗浮山、九龙山和青云山等地形的相互作用很有可能是对流云团触发的关键因素，又由于低层水汽主要靠东南风输送，因此本例中低层的偏东南风对暴雨的触发和维持起到极其重要的作用。同时，中层引导气流为浅槽前的偏西南风，而低层的入流为持续的偏南风，即风暴主要向偏南方向传播。由于引导气流方向和风暴传播方向之间交角较大，因此两者合成所得的系统移动速度较慢，从而产生了广州附近相对稳定的极端强降水。

4 其他灾害天气 4.1 干旱

4月1日至5月20日，华北大部、东北西部及内蒙古中东部、山东东部等地降水普遍少于50 mm，部分地区不足10 mm，上述大部地区降水量较常年同期偏少5~9成。受持续少雨影响，东北西部、华北北部及内蒙古、山东、河南等地气象干旱发展。21—22日，北方旱区出现入春以来最明显的降雨过程，累计降雨量普遍超过10 mm，部分地区达20~40 mm，旱情缓和。

4.2 高温

5月17—19日，我国内蒙古东南部、吉林西部、辽宁西部等地的最高气温超过40℃，局地超过42℃。东北、华北、黄淮等地共68个气象观测站点最高气温达到或突破当地5月历史极值。监测表明，今年东北、华北高温是1961年以来出现最早的。月内，全国共有786站次出现35℃以上高温天气，主要发生在华北、黄淮、内蒙古东部、吉林西部、辽宁西部等地，其中内蒙古高力板(43.6℃)、舍伯吐(42.7℃)、乌兰浩特(42.5℃)、吉林洮南(42.7℃)等15站突破历史极值。

4.3 沙尘

5月，我国北方出现2次沙尘天气过程，较2000—2017年同期平均值(2.6次)偏少。3—7日，新疆南疆盆地、甘肃中西部、宁夏、内蒙古、陕西北部、山西中北部、河北北部、北京、吉林西部、黑龙江西南部、山东、江苏、湖北、湖南北部等地出现沙尘天气，内蒙古部分地区有沙尘暴，局地出现强沙尘暴；28—29日有1次扬沙过程，内蒙古西部、甘肃西部、新疆南疆盆地等地出现扬沙浮尘天气，内蒙古拐子湖出现强沙尘暴。

致谢：感谢国家气象中心预报系统开放实验室宋文彬为本文提供月降水量、降水距平和温度距平资料；感谢国家气象中心暴雨(暴雪)预报员团队提供“5.7”广州局地特大暴雨过程分析相关资料。