引言

2020年4月主要气候要素为：全国平均气温为11.2℃，较常年同期(11.0℃)偏高0.2℃，虽然4月全国平均气温与常年基本持平，但除新疆和内蒙古继续偏暖外，其他大部地区较常年略偏冷，对比3月气温转折显著，冷空气活跃，北方大风天气较多；华南前汛期开始(常年4月)，南方作为我国主要降水区降水显著偏少，全国平均降水量仅为33.7 mm，较常年同期(45.1 mm)偏少25.3%。我国出现3次一般性冷空气过程，4次大范围降雨过程，南方多地遭受暴雨洪涝，云南气象干旱缓解，长江以北多地气象干旱发展；北方地区出现1次沙尘暴天气，较常年同期明显偏少；多地遭受风雹袭击，部分地区受灾较重(国家气候中心，2020a；2020b)。

1 天气概况 1.1 降水

4月，全国平均降水量为33.7 mm，较常年同期(45.1 mm)偏少25.3%，为1961年以来第三低值。其中，降水量最多的广东为132.8 mm，最少的宁夏为5.8 mm。从空间分布看，呈西北—东南阶梯递增分布，除江淮南部、江汉南部、江南、华南、西南东部和南部等地降水量在50~200 mm，全国其余大部不足50 mm，其中新疆中部和东部、甘肃西北部、青海北部、西藏西部、内蒙古中部、西部和东北部等地部分地区不足10 mm，最多降水区域为江南中南部到华南，均超过100 mm，其中广东北部降水量最大(图 1)。

与常年同期相比，除内蒙古东南部、黑龙江中部部分地区、青海南部、西藏大部、四川西北部、云南大部等地降水量偏多2成以上外，全国其余大部地区接近常年或偏少，其中黄淮南部、江南东部及新疆中部和东部、甘肃中部和西部、内蒙古中部、西部和东北部、江西中部等地偏少5~8成，新疆东部、甘肃西北部、内蒙古西部等地偏少8成以上。华南地区已进入前汛期，降水最多，但与常年相比偏少3~5成，加之江南地区也显著偏少，是全国平均降水显著偏少的主要原因(图 2)。

1.2 气温

2020年4月，全国平均气温为11.2℃，接近常年同期(11.0℃)。西北中部和西部、东北北部及内蒙古大部等地气温较常年同期偏高0.5~2℃，局部偏高2℃以上；全国其余大部地区气温偏低，西北东南部、东北东南部、江汉西部、江南南部和西部、华南、西南大部等地气温偏低0.5~2℃，华南中部和西部等地偏低2~4℃。相较于3月的全国气温显著偏高，4月转冷特点明显，冷空气活跃，全国共有18个站日降温幅度达到极端事件标准，其中吉林洮南(15℃)和乾安(13.2℃)，以及北京石景山(10.4℃)3个站日降温幅度达到或突破历史极值(图 3)。

2 环流特征和演变 2.1 环流特征

2020年4月北半球500 hPa平均高度场及距平场水平分布(图 4)表明，4月北半球环流形势有以下特点。

2.1.1 极涡呈单极型分布

4月北半球极涡呈单极型分布(图 4a)，略偏向东西伯利亚海一侧，中心强度低于508 dagpm，与负距平中心相对应，距平值低于-8 dagpm，极涡显著偏强。

2.1.2 中高纬度呈三波型，副热带高压与常年相当

2020年4月，北半球中高纬度500 hPa位势高度呈三波型分布，北美槽较常年略偏东。欧洲槽偏东位于东欧且显著偏强(对应12 dagpm的负距平区)偏深，东亚槽略偏东偏深。欧亚大陆地区中高纬的“两槽一脊”型环流较常年经向度偏大。中高纬度地区经向环流的特点以及常年乌拉尔山脊位置显著东移，导致影响我国的冷空气活跃，且路径偏东，冬季风偏强。因此本月与全国同期气温相比，除西北部以外均出现1℃左右的负异常，华南部分地区偏低达到2℃，降水量也较常年偏少，出现不同程度的气象干旱，西北地区大部、内蒙古中部、西部和和东北部、华北西北部、黄淮西部和南部、江淮大部降水偏少5~8成，造成我国北方和东部地区多大风天气。

低纬地区，副热带高压(以下简称副高)接近常年同期；南支槽在本月平均场表现不明显，相对于常年偏弱，约有0~2 dagpm的正距平；副高北界维持在20°N左右，受东亚大槽与副高的共同影响，我国江南、华南以及西南地区月内出现4次暴雨过程。

2.2 环流演变与我国天气

图 5表示4月上、中、下旬欧亚地区500 hPa平均位势高度场。4月上旬(图 5a)欧亚大陆中高纬为“两槽一脊”型，东半球极涡控制欧亚大陆以北海域，60°N以北地区等高线平直，以南出现明显的槽脊波动，两槽分别为欧洲槽和东亚槽，脊为乌拉尔山脊，乌拉尔山脊显著偏东控制我国西北地区，东亚槽偏强，径向度偏大，以致我国中纬度环流呈现西高东低形式。新疆北部呈一弱脊，东部沿海一带位于东亚大槽前部，东北地区环流呈径向波动，利于冷空气活动，并持续影响我国，基础温度低，因此达标降温幅度的冷空气次数统计较少(2次)，9—12日，较强冷空气自西向东、自北向南影响我国大部地区，普遍出现4~8℃的降温，局地12℃以上，并伴有大风和沙尘天气。南方地区，副高位置偏南，北界位于20°N以南，受北方南下冷空气和低层暖湿气流共同影响，4月上旬我国南方出现暴雨强降水过程，2—6日，湖南中南部、江西中南部、福建西南部、广东、广西大部、海南岛东部累计降水量超过50 mm，湖南南部、江西南部、广西东部、广东北部和西部、海南岛东部沿海累计降水量超过100 mm，湖南永州、郴州和海南文昌、万宁等地局地达200~284 mm。

4月中旬(图 5b)，欧亚大陆中高纬环流形势为“两脊一槽”型，较上旬形势有所不同，极涡位置东移至位于东西伯利亚海附近，60°N以北高纬度地区较上旬环流变化明显，原位于里海附近的槽加深西移，控制整个欧洲大陆。乌拉尔山脊较上旬明显西移但较常年仍然偏东，并向北伸展至泰梅尔半岛，其南部控制我国新疆地区。东亚槽减弱成阶梯短波槽活跃的形势，间歇性控制我国东北地区，冷空气活动不如上下旬剧烈但很频繁。我国中旬的环流形势依然西高东低，相比上旬冷空气路径更偏西，引导冷空气南下的同时，也伴随着影响我国大部分地区的大风天气和南方的暴雨过程，17—18日，陕西东南部、四川东北部、重庆、湖北、湖南北部、江西北部、安徽南部、江苏南部、浙江西部及贵州西南部、广西西北部等地累计降雨30~80 mm，四川达州、重庆巴南、江西宜春和鄱阳等局地100~176 mm。

4月下旬(图 5c)，欧亚大陆中高纬环流形势仍维持“两槽一脊”型，极涡分裂出新地岛南部的低压中心，中高纬度槽脊波动明显，我国环流形势与上旬类似，东亚槽加深发展，径向度增强，造成中旬末期19—22日北方大部地区冷空气过程，部分地区降温幅度达到16℃以上；乌拉尔山脊加强东移，控制我国西北部大部分地区，东北地区环流径向性加强，副高北抬至20°N以北，其外围有利于暖湿气流输送，有利于我国华南地区降水。受南支槽影响，20—24日，江南、华南自北向南出现较强降雨天气过程，湖北东南部、湖南中部、江西北部和南部局地、浙江中南部、福建、广东北部和西部、广西中南部、云南东南部等地累计降水量为50~80 mm，江西赣州、广东西南部、广西南部、云南东南部等局地在100~160 mm。

3 冷空气和沙尘天气 3.1 冷空气过程

2020年4月，虽然影响我国的冷空气整体势力较强，但统计的主要冷空气过程仅有2次(表 1)，少于去年同期(4次)(国家气候中心，2019；周晓敏和张涛，2019)，这主要是因为多数时间内东亚槽偏深且维持时间较长，导致基础气温偏低，冷空气活动以频繁补充南下为主要特点，大幅降温的过程次数偏少。其中19—22日，较强冷空气再次影响我国大部分地区，造成内蒙古东北部、黑龙江西部和东北部等地出现大到暴雪，局地大暴雪。

3.2 4月19—22日冷空气过程分析

4月19—22日为一次影响强冷空气过程，本次过程造成我国北方大部分地区出现降温、大风、沙尘等天气的同时也伴随大范围的雨雪天气。东北地区和华北北部出现明显雨雪天气，内蒙古东北部、黑龙江西部和东北部等地出现大到暴雪，局地大暴雪；期间，内蒙古东北部、黑龙江西部和北部、吉林西部等地最大积雪深度在3~12 cm，内蒙古呼伦贝尔、黑龙江齐齐哈尔和黑河局地达15~25 cm，内蒙古扎兰屯达43 cm，黑龙江嫩江为30 cm，东北大部、内蒙古东部累计降水量普遍在5~25 mm。

冷空气过程初期(图 6a)，19日08时欧亚中高纬度500 hPa呈“两槽一脊”型，乌拉尔山至阿尔泰山脉为高压脊控制，乌拉尔山脊发展强盛，并达到70°N以上，脊线呈径向，略微向东倾斜，两槽分别位于欧洲大陆和亚洲东部地区(以下简称东亚槽)。东亚槽低涡中心位于鄂霍次克海北部，中心强度低于516 dagpm，对应有-40℃的冷中心，并逐渐东移，同时脊线向东倾斜，贝加尔湖附近槽区纬向梯度增大，强盛的西北气流造成华北和东北地区出现持续大风天气。20日20时(图 6b)，东亚槽加深南压，发展出切断低涡控制我国东北地区，中心强度低于528 dagpm，-40℃冷中心位于低涡西北方向，槽后冷平流势力强大，槽区南部径向梯度增大；850 hPa强冷平流影响我国东北和华北地区(图 6c)，等高线密集造成中低层风速较大，引导蒙古地区堆积的冷空气南下；从20日08时张家口站探空曲线(图略)可以看出，层结曲线的“下喇叭口”和中低层干绝热的特点，有利于动量下传造成地面大风；20日14—20时，内蒙古东南部、河北西北部、北京中部、辽宁中部出现大风天气，局地达11~12级(图略)，内蒙古东部、黑龙江西部和南部24 h降温达12℃。19日08时至20日20时，地面气旋从江淮地区东部向东北方向移动，配合偏南暖湿气流，东北地区东部925 hPa整层可降水量达到20 mm(图 6e)，低层水汽饱和，相对湿度达90%以上(图 6d)，造成东北地区和华北北部雨雪天气，内蒙古东北部、黑龙江西部和东北部等地出现大到暴雪，局地大暴雪，其中内蒙古扎兰屯达最大积雪深度达43 cm。21日20时，贝加尔湖以西高压减弱南落，控制我国西北地区，槽前径向环流减弱，槽区偏南，冷空气影响范围向南发展，西南地区东部、江南地区、华南地区西部出现4~6℃小幅降温，直至22日08时，本次冷空气过程结束。

3.3 沙尘天气概况

4月，我国沙尘天气过程次数较2000—2019年同期平均值(4.5次)明显偏少，并少于去年同期(4次)，仅在10—11日北方出现1次沙尘暴天气过程。

3.4 4月10—11日沙尘天气过程分析

本次沙尘暴天气是9—12日全国性中等强度冷空气过程带来的影响之一。值得注意的是本次沙尘暴天气是一次东风沙尘暴。

由于3—4月新疆东部、甘肃西北部、内蒙古西部等地与常年同期相比气温一直显著偏高、降水显著偏少，周边沙源地由于干旱和解冻(6日起全天地表温度高于0℃)导致土壤松动，非常利于起沙(毛旭和张涛，2018；万子为和张涛，2017)。10日08时，从500 hPa环流形势来看(图 7a)，中亚以东地区为“一槽一脊”控制，新疆东部至蒙古国西部为强大高压脊控制，蒙古国南部到我国华北地区处于南压的横槽控制，冷空气正从偏东路径南下影响我国西北大部(图 7b)，而我国内蒙古中西部到新疆等地的西北地区大部处于冷高压底部或后部的偏东大风区域内。由于冷平流自内蒙古中部向西侵入之前处于暖高压脊的区域，造成了偏东大风和中低空的干绝热不稳定层结(库车站探空曲线，图略)，这种不稳定的层结有利于高空风动量下传增大地面风，有利于起沙，同时又有利于地面沙尘通过湍流向上交换，最终造成甘肃河西地区11级以上的阵风和沙尘暴天气(图略)，东路冷空气一直向西影响南疆地区带来大范围沙尘天气。10日20时至11日20时，500 hPa高压脊东移倾斜，西北气流影响到华北地区，贝加尔湖以西的地面高压中心发展增强，新一轮冷空气南下影响我国西北大部分地区，造成11日新疆南疆盆地局部沙尘暴，直至12日后冷空气主体影响结束，风力减小，气温下降，本次沙尘天气过程结束。

4 其他灾害性天气 4.1 暴雨

4月，我国出现四次大范围降雨过程：2—6日、10日、17—18日和20—23日。暴雨在湖南、福建、江西、广西、贵州、重庆6省(区、市)造成洪涝灾害，其中贵州受灾最重。

2—6日，江南南部、华南降水量普遍在25~100 mm，江南中南部和华南中北部在100~200 mm，过程雨量超过50和100 mm的范围分别为48万和14.4万km²，最大单站过程降水量为210.1 mm(湖南江华)，局地伴有冰雹和雷暴大风天气。2日，江南南部和华南部分地区出现大到暴雨，湖南永州和郴州、江西赣州、广东韶关等局地出现大暴雨(100~179 mm)。4日，海南文昌局地出现大暴雨(100~142 mm，最大小时降水量在30~55 mm)。

20—23日，江南大部、华南东部和南部、重庆等地降水量普遍在25~50 mm，局部超过50 mm，最大单站过程降水量为118.5 mm(广东遂溪)。21—22日，福建南平和龙岩、广东韶关、广西南宁、广东茂名和湛江局地出现大暴雨。23日，云南红河和西双版纳等局地出现暴雨、8~9级雷暴大风和冰雹等强对流天气。

4.2 强对流

4月冬季风偏强，全国大部地区气温偏低，冷空气影响范围广，对流所需的能量和水汽整体偏弱，共出现5次强对流天气过程，少于近5年平均(7.8次)；云南、贵州及江南、华南等地出现雷暴大风、冰雹等强对流天气。1—5日，湖南、江西、广东、广西和海南岛等地出现较大范围的冰雹和短时强降水；12日，江苏中南部、浙江北部、上海及入海口附近出现8级以上雷暴大风，杭州湾为12级；15—16日，河北、北京、天津、山东等地出现雷暴大风，局地伴有小冰雹；18—19日，贵州、湖南、广西、江西、福建出现强对流天气，贵州雷暴大风最大达10级以上，贵州、广西、福建部分地区出现冰雹；22日，云南、广西、广东、海南出现强对流天气，其中云南红河州屏边县玉屏镇、白河镇、屏边镇出现直径达3~6 cm的冰雹，广西沿海和北部湾北部、广东西南部、海南中北部出现较大范围10级以上雷暴大风。

致谢：感谢国家气象中心气象服务室杨绚为本文提供月降水量、降水距平百分率和温度距平资料。参考文献