引言

3月是初春回暖季节，通常江南、华南会出现连阴雨天气，西南地区南部处于干季，但2020年3月较常年相比更暖，江南、华南春雨更多，云南干季更显著。气温和降水的具体表现为：全国平均降水量较常年同期偏多，江南、华南显著偏多，西南地区中南部降水显著偏少，云南、四川西南部的部分地区出现了较严重的干旱灾害。全国平均气温较常年同期偏高，为1961年以来历史同期第四高，除西藏局部偏低0.5~1℃外，全国大部地区气温接近常年同期或偏高(国家气候中心，2020)。本月内，共有3次冷空气过程影响我国，其中25—28日全国性寒潮过程影响较大；北方出现4次沙尘天气过程；南方强降水和强对流天气过程频发，尤其下旬以来天气过程连续，多地遭受暴雨洪涝和风雹灾害。

1 天气概况 1.1 降水

2020年3月，全国平均降水量为35.0 mm，较常年同期(29.5 mm)偏多18.4%，广西降水量为1961年以来同期最多(国家气候中心，2020)。从空间分来看(图 1)，我国淮河以南大部分地区累计降水量大于50 mm，江南以及华南北部超过200 mm；其余地区累计降水量则普遍在50 mm以下，东北的西北部和东北部、华北南部、黄淮东北部、西北大部及西藏中西部、新疆等地不足10 mm，内蒙古西部几乎无降水。全国共有80站次日降水量超过当月历史极值，其中重庆梁平(106.5 mm)、新疆托克逊(28.4 mm)突破历史极值。

图 2为降水距平场，从图中可以看到：与常年同期相比，华北中部和北部、江汉、江淮、江南、华南及西南地区东部和北部、青海中南部、西藏中部、内蒙古东南部、辽宁西部、吉林东部累计降水量普遍偏多2成以上，尤其江南地区南部和华南中北部以及华北中北部、辽宁西部等地偏多5成以上，局地超过1倍；西南地区西部和南部、西北地区大部、黄淮、内蒙古、黑龙江等地降水量偏少5成以上，其中新疆南部、云南南部、四川南部局地、内蒙古西部、黑龙江西部等地偏少超过8成。

1.2 气温

2020年3月，全国平均气温为6.1℃，较常年同期(4.1℃)偏高2.0℃，为1961年以来历史同期第四高(国家气候中心，2020)。从全国平均气温距平分布图来看，除西藏局部较同期偏低外，全国大部地区气温接近常年同期或偏高，其中我国中东部大部及新疆北部普遍偏高2~3℃；尤其在东北地区北部，气温偏高超过4℃(图 3)。全国共有91个站日降温幅度达到极端事件标准，其中黑龙江延寿(19.9℃)、新疆哈密(16.5℃)、湖南桃江(15.5℃)等29个站日降温幅度突破历史极值。另外，全国共有58站次日最高气温超过当月历史极值(国家气候中心，2020)。

2 环流特征和演变 2.1 环流特征

图 4给出的是2020年3月北半球500 hPa平均位势高度场及距平场的空间分布，由图可见，本月北半球的环流形势特点如下。

2.1.1 极涡呈单极偏心型分布，强度偏强

3月，北半球极涡呈单极偏心型分布(图 4a)，极涡略偏向亚洲北部一侧，中心强度低于500 dagpm，整个极涡呈现明显的负异常(图 4b)，中心负距平达到了-16 dagpm，表明了此月的极涡强度较同期显著偏强，但极涡范围并不大。

2.1.2 中高纬环流呈3波型

3月北半球中高纬西风带呈3波型，3个高空槽分别位于北美北部、欧洲西部以及亚洲东部。从距平场(图 4b)看，欧洲槽和亚洲槽均较常年平均略微偏弱，东亚槽偏浅、收于高纬且略偏东，北美槽宽深偏西。在欧亚地区中高纬形势为两槽一脊型，欧洲槽强度略微偏弱，基本与同期持平；乌拉尔山脊区正距平中心超过8 dagpm，强度较同期偏强，但其受强大极涡压迫而较宽、不能向北强烈发展，东亚槽略偏浅偏北，强度较同期偏弱，正距平超过了6 dagpm，整个亚洲中高纬环流较平直，以上形势配合偏在亚洲北部的较强极涡，导致西伯利亚冷空气较多、但南下影响我国的势力较弱，且路径偏东，因此我国3月平均气温偏高，北方更为明显。

2.1.3 西太平洋副热带高压偏强，南支槽强度相当

从图中我们还可以看出西太平洋副热带高压较常年同期而言势力略微偏强，脊线位于10°N附近。南支槽位于90°E以西，控制区基本为零距平区，表明南支槽平均强度与常年相当。南支槽多波动东移、偏强的副热带高压与偏多偏弱的南下冷空气配合，导致南方地区地区降水显著偏多，且江南多连阴雨形势，广西降水量达到了1961年以来同期最多。

2.2 环流演变与我国天气

图 5给出的是3月上旬、中旬、下旬欧亚地区500 hPa的旬平均位势高度场。配合逐日天气形势(图略)综合来看，月内中高纬环流的调整主要表现为乌拉尔山到中亚地区宽广的脊区演变。从图 5a可以看出，上旬乌拉尔山脊最强，有利于高纬冷空气南下自西向东影响我国大部，2—4日和8—10日分别有一次冷空气过程，造成中东部较大范围的大风降温天气，尤其在8—10日，还造成了新疆和西北地区等地的扬沙或浮尘天气，局地还出现了沙尘暴。另外，3月上旬低纬地区平均场上南支孟加拉湾到我国西南地区较为平直，表明多短波东传，配合冷空气活动，给我国南方带来两次暴雨天气过程。

3月中旬(图 5b)中后期到下旬中前期的环流形势演变主要为极涡增强，压迫乌拉尔山脊东移，东亚槽随之东移。中旬极涡中心值达到了484 dagpm，乌拉尔山脊消失变为浅槽，中亚到我国北方西部为宽脊控制，东亚槽加深东移。造成我国中西部长期处于高压脊内，气温显著偏高，冷空气势力偏弱，仅旬前期(12—14日)有一次中等强度的冷空气过程，12日新疆、西北地区发生扬沙和浮尘天气，此后十余天都为弱冷空气形势，且多从东部渗透南下。南支槽较上旬略有减弱，但波动频繁，配合东路渗透冷空气，导致江南华南地区多降雨，西南地区东部、江南中南部、华南中北部在12日和16—19日分别出现一次暴雨过程。

对比3月下旬(图 5c)和中旬的环流场，最主要的调整为中亚脊区重新回退至乌拉尔山略偏东，从逐日环流演变看表现为旬中后期一次东亚大槽重建过程。24日新疆北部有一西风槽，我国中东部为高压脊控制，东亚槽位于日本以东，此后新疆槽东移并发展加深，至27日东亚大槽重建。此次环流调整也带来了月内最强的冷空气活动即25—28日的寒潮天气过程，气温由显著偏暖转为接近常年或略偏冷。此外，南支波动东移，副热带高压加强北抬，暖湿气流强盛，导致华南和江南地区能量条件和水汽条件持续有利，配合低层的切变系统影响，3月下旬西南地区东部、江南、华南地区持续发生强降水过程，且普遍伴随有大风冰雹等强对流天气，造成了较大影响，多地受灾严重。

3 冷空气活动和沙尘天气 3.1 冷空气过程

3月，共有3次较强的冷空气过程影响我国中东部地区，分别发生在8—10、12—14和25—28日，具体影响范围和强度详见表 1。其中25—28日是一次全国性寒潮过程，影响范围最广、强度最强；东北、华北、西北地区东部、黄淮、江淮、江汉、江南大部及内蒙古东部等地最大过程降温幅度达8~14℃，内蒙古东北部、东北南部、华北北部以及长江中下游部分地区降温达14℃以上，过程最大降温8℃以上影响范围达全国总面积的45%(国家气候中心，2020)；且以上部分地区还伴有7~9级阵风，局地10级以上。此次冷空气过程还造成我国自北向南大范围的雨雪以及强对流天气，宁夏、陕西、河南、安徽等地的局部地区农作物遭受雪灾或低温冷冻灾害。

3.2 沙尘天气过程

3月，我国北方共出现4次沙尘天气过程，次数接近2000—2019年平均值，分别发生于8—10、12、18—19和25—26日(详见表 2)。我国沙源地多位于内蒙古和西北地区，上述地区3月500 hPa受浅脊控制，且地面温度偏高，容易起沙(尤悦等，2017)；此外，冷空气活动较为频繁，在地面冷锋的影响下，也容易造成较大范围的沙尘天气过程。其中8—10日的过程范围广、强度强，西北地区和新疆、内蒙古大范围出现了扬沙和浮沉天气，尤其新疆南疆盆地部分地区出现了沙尘暴，局地出现强沙尘暴天气；18—19日西北地区、华北出现8~9级阵风、局地达10~12级，大风沙尘天气过程对农业、飞机航运等造成了一定影响，部分地区空气污染严重，且森林火险等级提高，河北、山西、北京等地出现森林火灾(国家气候中心，2020)。

3.3 3月25—28日冷空气过程分析

25—28日，强冷空气影响我国，由于前期气温显著偏高，本次冷空气降温明显，大部地区先后出现6~10℃降温，东北、华北、西北地区东部、黄淮、江淮、江汉、江南大部及内蒙古东部等地最大过程降温幅度达8~14℃，内蒙古东北部、东北南部、华北北部以及长江中下游部分地区降温达14℃以上，达到了寒潮标准，多站日降温幅度突破历史极值，且西北地区、华北、东北地区西部及内蒙古等地出现7~9级阵风，局地10级以上，国家气象中心从24日开始共发布了11期寒潮蓝色预警。

从天气形势演变来看，3月25日500 hPa高度场乌拉尔山东部已经建立一高压脊(图 6a)，脊线向东倾，挤压冷空气，且高压脊不断加强东移，脊前偏北气流引导冷空气往槽内堆积，而在我国北部蒙古气旋强盛，中心位势高度低于520 dagpm；对应到地面图上(填色值为1 020、1 030和1 040 hPa)，从乌拉尔山以东一直延伸到我国西北部为一高压中心，中心气压大于1 042.5 hPa，同时从蒙古气旋伸出的冷锋也已经压到了我国内蒙古北部，强冷空气一触即发。然后，冷槽继续东移南落, 冷锋南下，在槽后脊前的西北气流引导下，冷槽后部的冷空气不断南下，冷空气开始自北向南大举侵入我国，且乌拉尔山以东还有冷槽补充，导致此次冷空气过程持续时间长(胡宁和孙军，2016)，且强度一直维持，造成我国北方地区出现大范围的大风降温天气，新疆南疆盆地，西北地区以及内蒙古等地还出现了扬沙和浮沉天气。之后槽持续加深，伸入我国中东部地区，槽底到达了江淮一带, 而在南边还有东移过来的南支槽形成阶梯形势，因此南下冷空气与南支槽前暖湿气流交汇，造成我国中东部地区在出现大范围降温的同时，还在西南地区东部、江淮、江南、华南北部出现了明显的降雨和强对流天气。

到27日20时(图 6b)，气旋基本移出了我国，地面图上配合出现的冷高压中心也基本占据了华南以北的大部分地区。其后随着低涡整体继续东移，影响我国中东部地区冷高压逐渐东移减弱，到28日此轮冷空气过程基本趋于结束。图中还可以发现，在乌拉尔山以东又有一冷涡在发展(在3月底至4月初带来了另一轮冷空气影响我国)。

4 主要降水过程和强对流过程 4.1 概况

3月我国出现7次大范围降雨天气过程，分别发生在2—4、7—10、12—13、16—19、21—23、24—27和29—31日(详见表 3)，主要影响区域位于西南地区、江淮、江南以及华南北部地区。降水较常年偏多，尤其在3月下旬以来南方强降雨过程连续不断，且这几次过程都伴随有明显的强对流天气过程，影响范围广、持续时间长，局地极端性强, 受灾较重。从21日开始直到27日，江淮、江汉、江南、华南、西南地区东部持续发生混合型强对流天气(8~10级雷暴大风、冰雹、短时强降水)，最大小时降水量达93.1 mm(25日15—16时，广西贵港)；最大雷暴大风发生在21日下午江西，达到了13级；冰雹最大直径超过6 cm。强风雹天气造成多地农作物受灾、房屋损坏和人员伤亡, 对城市运行也造成了较大的不利影响，国家气象中心于20日18时发布该轮过程第一期强对流天气预警，截至27日共发布强对流天气蓝色预警23期。

21—23日，湖北东南部、安徽南部、浙江北部和东南部、福建、江西、湖南、贵州东部、广西东北部、广东北部等地部分地区出现大到暴雨，局地大暴雨，部分地区还伴随出现8~10级雷暴大风和冰雹天气，湖南、江西、贵州受灾较重。随后24—27日发生的暴雨及强对流天气过程持续时间长、影响范围广泛，重庆中南部、湖北东北部、湖南西部、江苏中部、广西东部和南部、广东西北部等局地累计降雨量100~170 mm，广西桂林、贺州、梧州和广东肇庆等地超过200 mm；四川、重庆、湖北、湖南、广西等地有20个县(市)的日降水量突破当地3月极值；且普遍伴随有8~10级雷暴大风和冰雹天气，多地遭受暴雨洪涝和风雹灾害。

4.2 3月21—23日强对流过程分析

受低空西南暖湿急流和地面南下冷空气共同影响，21—23日，西南地区东部、江淮、江南、华南北部出现较大范围的强对流天气过程，本轮强对流天气表现出明显的多阶段与多中尺度过程特点，大体可分为两个阶段和主要的4次α中尺度过程。第一阶段环流背景主要特点为暖湿急流北顶，强对流天气发生在暖湿舌顶端，过程于21日上午从鄂东南开始触发，然后东移加强，先后影响安徽南部和浙江北部，下午到傍晚在浙江北部达到最强，入夜后入海消散；第二阶段主要环流背景为冷空气南下，又可分为较明显的3次过程，强对流天气与冷锋相伴，过程均由锋面触发并向暖区跃进，由偏西气流引导东移，最终入海消散：第一次为21日夜间，强对流天气自湖北安徽触发，呈东西带状分布，东移南下影响湖南江西北部及浙江中部等地，22日上午从浙江中部入海消散；第二次为22日凌晨自湖南西部发生发展，东移影响江西中部、浙江南部、福建北部等地，22日傍晚自福建北部入海消散；第三次过程为22日夜间自贵州触发东移发展，先后影响湖南南部、广西北部、江西南部、福建中南部等地，23日下午从福建南部入海消散。此次过程中，江西有6个气象观测站阵风突破历史极值，其中抚州市临川区阵风达37.8 m·s^-1(13级)。贵州、广西、湖北、湖南、安徽、江西、福建等地出现直径1~3 cm的大冰雹，贵州冰雹最大直径达超过6 cm(21日贵州怀化)；湖南湘西最大冰雹直径达5~6 cm(22日湖南湘西州)。

接下来详细分析第一阶段过程。从500 hPa形势场可见，从20日开始，高原槽和南支槽开始逐步加强东移，到21日14时(图 7a)，高原槽位于105°E附近，南支槽稳定维持，经向度已经明显加深。南支槽引导暖湿气流北上，在850 hPa和925 hPa上西南气流(图 7b)均很强，核心区风速分别达到了20和16 m·s^-1，急流内湖北东部、安徽南部、湖南东部、江西中西部以及广西、广东等地整层可降水量到了40 mm以上(图 7b)。此外，从不稳定能量来看(图 8)，江汉、江淮以南的区域内对流有效位能(CAPE)都超过了1 000 J·kg^-1，尤其湖南和江西中西部都超过了1 600 J·kg^-1，而且上述地区也同时处在最优抬升指数(BLI)小于-4℃的区域内，中心小于-7℃，说明这些地区的不稳定能量强盛；湖北东南部、安徽南部到浙江北部一带正处于高能高湿舌的前端，由低层风速辐合与露点锋的共同作用，对流在湖北东南部触发，由于后部持续的暖湿输送与合适的垂直风切变(0~6 km垂直风切变超过30 m·s^-1, 图略)，对流得以发展并沿着暖湿舌边缘东移加强，先后影响安徽、浙江，下午在浙江北部达到最强，在21日入夜后才入海消散。在湖北东部、安徽南部、浙江北部、湖南北部以及江西中北部造成了30~50 mm·h^-1，局地60 mm·h^-1以上的短时强降水和8~10级雷暴大风及5 cm以上的大冰雹天气。

之后从22日开始，随着南支波动的又一轮发展南下的冷空气，又发生了3次中尺度强对流过程，均由锋面触发并向暖区跃进，3次过程影响区域逐次南移。到23日夜间为止，西南地区东部、江南南部到华南北部普遍出现了30~50 mm·h^-1的短时强降水和风雹天气，尤其在江西南部发生了10级以上雷暴大风，江西有5个县(区)阵风突破历史极值，其中抚州市临川区阵风达37.8 m·s^-1(13级)，且多地出现冰雹。之后随着急流的减弱，本轮强对流过程在24日出现间歇。

4.3 3月24—27日强降水及强对流过程分析

从24日夜间开始直到27日，受东移的南支槽和影响全国的强冷空气作用，我国再次发生了较大范围的强降水及强对流天气过程，黄淮南部及其以南大部地区发生了大到暴雨，局地暴雨，同时多地出现了短时强降水、雷暴大风和冰雹等强对流天气。整个过程可以分为两个阶段：第一阶段在24—25日，主要强降水位于广西等地，由南支槽东移和东路回流变性的前期冷空气造成。降水表现出明显的暖区对流特点，以较强的短时强降水为主，最大小时降水量为93.1 mm(25日15—16时，广西贵港)；26—27日，第二阶段由冷锋南下造成，以锋面触发的大范围强对流为主，风雹天气显著。

25日08时的形势场上(图 9a)，可以看到南支槽已经位于西南地区东部，且较深，而北方的低涡压至蒙古地区，冷锋到达内蒙古、西北地区东部。此时850 hPa上槽前的西南急流很强，核心区达16 m·s^-1以上，从广西经江南中西部一直影响到了黄淮地区，对应的925 hPa上也表现为一致的偏南气流(图 9b)，尤其在广西、湖南和湖北东部大风速达到了16 m·s^-1，急流中的风速脉动配合地形为暖区内提供了抬升条件(韩旭卿和张涛，2019)；同时广西还受到了东路回流变性的前期冷空气影响，与南支槽叠加，不仅有利于南海水汽北送，还相当于一个南北向的准静止锋作用于此，动力强迫条件更加显著。从水汽条件来看，黄淮以南大部地区整层可降水量都达到了30 mm以上(图 9b)，广西中部大于40 mm，在这样的动力和水汽条件下，25日河南东部、安徽中北部、湖北中东部、湖南西南部、广西中南部、广东西部等地部分地区出现暴雨，尤其广西局地出现大暴雨(102~162 mm，最大小时降雨量为50~93 mm)。同时，江淮以南地区整体不稳定条件和能量条件具备，因此在湖北东部、安徽南部、贵州、广西等地局地还出现了分散性8~9级雷暴大风及冰雹天气。

之后冷空气逐渐加强南压，自北向南开始影响我国，到26日20时(图 9c)，冷锋已经到达江汉、黄淮一带，而槽前850 hPa上西南急流同样强盛，出口区也伸到以上区域，冷暖空气对峙；此时低层(850、925 hPa)上北段变线位于江淮南部到江南北部地区，且该区域也有较好的水汽条件，整层可降水量大于40 mm(图 9d)。入夜以后，切变线系统伴随锋面快速南落，影响整个江南地区，强的动力抬升触发对流，且江南华南地区也处于高能高不稳定区(图 10)，对流触发后能够进一步发展移动，所以26日夜间到27日白天造成了江南、华南北部大范围的短时强降水(雨强为20~50 mm·h^-1，局地60 mm·h^-1以上)和8~10级雷暴大风及冰雹天气，湖北、湖南、安徽、江西、福建、广西的部分地区局地出现大冰雹，湖南湘西最大冰雹直径达5~6 cm。

此外，26日夜间到开始，四川东部、重庆、贵州北部地区受短波槽影响，配合低层低涡系统，同时该地区也是不稳定能量的高梯度区，导致以上区域同样发生了剧烈的强对流天气，短时强降水最大小时雨强超过80 mm·h^-1，且伴随有8~10级雷暴大风，局地冰雹天气。直到28日此轮冷空气过程结束，高空槽东移出去，此次过程才趋于结束。

5 其他灾害性天气-干旱

自1月以来，四川东部、陕西南部、云南南部等地降水便持续偏少，尤其在3月，云南中部、四川东部、陕西南部等地降水量不足10 mm，降水明显偏少5~8成以上，加上同期气温偏高，四川盆地及陕西等地偏高2~4℃，导致云南南部、四川东部、陕西南部等地的部分地区出现中到重度气象干旱，四川东部局部有特旱，云南部分地区因干旱造成城市供水、农村人畜饮水困难，农作物不同程度受灾，旱情较重，四川南部和云南北部的局部地区森林火险气象等级较高。月底，受降水影响，四川、陕西等地的气象干旱缓解，云南南部气象干旱持续(国家气候中心，2020)。

致谢：感谢国家气象中心服务室王铸提供全国降水量、降水距平和温度距平资料。