1 天气概况 1.1 降水

12月，全国平均降水量为7.5 mm，较常年同期(9.8 mm)偏少23.5%。吉林出现60年以来降水量最少值^[1]。两淮地区、江汉、江南、西南地区东部以及广西、海南、新疆西北部等地月降水量普遍在10 mm以上，其中山东东南部、江苏、浙江、福建北部、江西北部、湖南中东部、重庆、海南等地超过30 mm；全国其余大部地区降水量不足10 mm，其中新疆东南部、青海中西部、内蒙古西部和东南部、辽宁西部、吉林西部及西藏等地基本无降水(图 1)。

月降水量与常年同期相比，黄淮东部、江淮东部、西南地区东北部以及青海东南部、新疆西部、西藏西部等地偏多3成至1倍，局部偏多1倍以上；全国其余地区接近常年或偏少，其中东北地区大部、内蒙古东部、华北、江汉、江南西部、华南以及新疆东部、青海、西藏中东部、四川西南部、云南西北部等地普遍偏少3~8成，辽宁、吉林西部、内蒙古东南部、广东大部、青海西部、西藏中部等地偏少8成以上(见图 2)。

1.2 气温

12月，全国平均气温-3.8℃，略高于常年同期(-3.9℃)(图 3)。全国气温总体呈西部偏暖、东部偏冷态势。西藏月平均气温和上旬平均气温均为历史同期最高值^[1]。

月平均气温与常年同期相比，青藏高原大部、云南西部以及新疆中部部分地区偏高1℃以上，其中，西藏大部、青海南部、四川西北部偏高2~4℃，西藏部分地区偏高4℃以上；全国其余地区气温偏低或接近常年，其中，东北地区中南部及内蒙古中东部、贵州、广西西部、广东北部、江西南部、湖南南部、安徽、湖北东北部等地普遍偏低1~2℃，内蒙古、吉林、贵州等地的部分地区偏低2~4℃，内蒙古局地偏低4℃以上(见图 3)。

2 环流特征和演变

图 4给出了2011年12月500 hPa平均位势高度及距平图，与常年同期的北半球环流形势相比，12月北半球的环流形势有以下主要特点。

2.1 极涡偏强且呈单极型

北半球极涡呈单极型分布，主体位于北极圈内，中心强度达到496 dagpm，明显较常年平均偏强，但极涡中心位置偏向西半球，位于巴芬岛附近(图 4a)，最大负距平中心位于冰岛附近，中心强度达到-160 dagpm(图 4b)。

2.2 中纬度环流呈四波型

2011年12月，北半球中高纬度500 hPa位势高度场呈4波型分布特征。其中，西欧附近的槽区较常年明显偏强。亚洲中高纬为纬向分布的两槽一脊形势，东亚槽比常年略偏西，强度偏弱，脊区位于西伯利亚附近，对应一正距平中心，中心强度达到160 dagpm，说明高压脊强度较常年偏强，但位置偏北，与亚洲西部槽位相上略有叠加，冷空气沿脊前偏北气流东移南下影响我国，由于锋区位置偏北，使得影响我国的冷空气强度较常年偏弱。这也是本月我国大部地区气温较常年略偏高的原因之一。

2.3 南支槽强度偏弱，副高接近常年

南支槽位置位于90°~95°E附近，接近常年同期，但强度略偏弱，由于南支气流较为平直，不利与西南暖湿气流向北输送。西太平洋副热带高压呈带状分布在菲律宾以东洋面上，脊线位置位于20°N附近，西脊点位于125°E附近，接近常年同期。

2.4 环流演变与我国天气

图 5给出12月上、中、下旬欧亚地区500 hPa大气环流发展演变的3个时段的平均高度场。我国总体上处于西高东低形势，环流经向度以中旬最大。

上旬(图 5a)亚洲中高纬地区主要为两槽一脊形势，气流分支明显，此支锋区位于50°N以北。亚洲西部和鄂霍次克海至我国东北为两个浅槽。咸海以东为一低涡中心，中心强度548 dagpm，缓慢东移影响我国西北地区，为新疆西部、青海东南部等地带来明显的降水过程，是上述地区月降水量超过常年同期3成至1倍、局地1倍以上的重要原因之一。我国新疆地区附近为一弱脊区，高压脊缓慢向东移动，冷空气主要沿脊前偏北气流不断东移南下。在这一旬影响我国的冷空气以西北路径为主，强度较弱。中低纬地区，副热带高压位置偏东，584线位于台湾至海南一带，南支槽位于100°~110°E之间，强度接近气候平均，槽前的西南气流有利于暖湿空气向我国输送，暖湿气流与北方南下冷空气相互作用，在江南东部局地产生了暴雨天气。旬内我国境内多短波槽活动，但短波槽主要向东南方向发展，这也使得内蒙古东部、东北地区大部、华北等地旬降水量较常年偏少。

中旬(见图 5b)，原位于咸海以东的低涡中心东移北上，强度加强，中心强度达到540 dagpm；新疆附近的高压脊缓慢东移，强度减弱；西西伯利亚西部有高压脊发展，中西伯利亚经贝加尔湖至我国东北地区的环流经向度加大，有利于冷空气南下影响我国中东部，勘察加半岛附近有低涡活动，对应此环流形势，旬内有一次冷空气过程影响内蒙古中东部、东北地区以及华北北部等地；中低纬度环流较为平直，副热带高压略向西伸，但南支槽强度较上旬减弱，不利于水汽向我国输送，致使大部地区降水较常年偏少。

下旬(见图 5c)，中高纬度地区以西高东低形势为主。西西伯利亚南部低涡明显减弱，但西亚东部仍有低槽活动，贝加尔湖至我国东北地区为高压脊前偏北气流控制，但由于高压脊处于不断减弱过程中，故没有明显的冷空气南下影响我国，东北地区北部多弱的低值系统活动。西太平洋副热带高压继续向西伸展，南支槽明显减弱，整个中低纬度气流更为平直，不利于水汽向我国输送，同时我国也只有江南东部沿海及西南地区东部的水汽条件较好，因此下旬的全国的平均降水量不及上旬和中旬。

12月中旬和下旬，高原上不断有短波槽东移，西南地区东部多低值系统活动，使得西南地区东部的阴雨雪天气得以持续。整个12月份，新疆以西地区多低值系统活动，系统本身具有一定的水汽条件，结合新疆的地形作用，在新疆西部和北部形成多次的降水过程，虽然每次降水量不大，但月降水总量还是较常年同期偏多。

3 冷空气活动 3.1 概况

12月上、中旬各有一次冷空气影响我国，较常年同期(3次)偏少，强度较弱。第一次过程出现在5—9日，是一次全国性中等强度冷空气过程，第二次过程出现在14—16日，影响范围明显小于第一次过程。主要冷空气过程见表 1。

3.2 12月5—9日冷空气过程分析

12月5—9日，此次冷空气是一次全国性中等强度冷空气过程，受其影响，西北地区大部、内蒙古、东北地区中南部、华北、黄淮、江淮、江南、华南大部以及云南东部、贵州西部和南部、西藏中北部等地普遍降温5~10℃，内蒙古中部、吉林东南部、江苏大部、安徽南部、浙江北部等地最大降温幅度达10~15℃。冷空气影响期间，西北地区中西部、内蒙古、东北地区、华北北部等地最低气温降至-15℃以下；黄淮、江淮、江南北部等地下降到0℃以下。冷空气过程中，上述地区普遍出现过4~6级偏北风，山东半岛以及我国东部和南部海域的部分地区出现8级以上大风。

此次过程前期为小槽发展型，后期呈现出横槽型特点^[2-3]。冷空气在西伯利亚形成并持续发展，至12月5日爆发，以西北路径为主侵入我国。过程前期，亚洲中高纬地区主要处于纬向型环流中，2日，西西伯利亚附近存在短波槽，极地有冷舌伸向东欧，此时温度槽落后于高度槽约1/4波长，槽后存在较强冷平流，等高线也稍有疏散，即槽线上有正涡度平流，说明槽将进一步发展；东欧附近高压脊随之东移，与地面不断发展加强的高压相配合。贝加尔湖附近有弱高压脊发展，使西伯利亚冷涡形成后较为稳定少动，同时，由于冷空气不断堆积，冷涡中心强度加强。3日，55°~60°N、90°~100°E附近出现-40℃的冷中心，小槽缓慢东移，4日与里海附近东移的低涡同位相叠加并东移至80°E的位置(图 6a)，槽后高压脊暖舌落后于脊，脊线附近等高线呈疏散形势，脊线上存在暖平流和负涡度平流，有利于脊的进一步发展，从而使槽后偏北风加大，冷平流加强。5日02时，地面天气图分析表明，冷空气在中西伯利亚和蒙古国堆积，地面冷空气前锋已侵入我国，地面高压中心的强度达到1040 hPa并进一步加强，冷空气发展过程中，地面高压中心强度极值一度达到1065 hPa。至7日08时，远东南部至蒙古国一线为一横槽，远东西部至贝加尔湖附近为东北—西南走向的长波脊，并存在一阻塞高压(图 6b)，脊前偏北气流不断引导冷空气在横槽内聚积，锋区已南压到45°N附近；与此同时，西西伯利亚高压脊继续发展，脊前偏北气流不断引导冷空气补充南下，对应地面高压发展至最强盛阶段。9日20时，冷空气前沿已经到达我国华南以南的海上，此后我国大部地区开始逐渐回温。

4 主要降水过程 4.1 概况

本月有8次降水过程(见表 2)，其中12月5—9日为主要降水过程，中下旬的3次降水过程只影响北方部分地区。月内，全国共7站出现极端连续降水日数事件，主要分布在新疆、贵州和云南3省(区)，降水普遍持续4~7天，其中贵州织金和云南镇雄连续降水日数分别为26和31天。

西南地区东北部出现较长时间的低温阴雨(雪)天气，大部地区降水量有20~50 mm，较常年同期偏多3成至1倍；降水日数普遍有8~16天，部分地区超过16天；贵州西部、四川东南部、云南东北部出现冻雨天气，其中贵州威宁截止30日冻雨日数已达20天，比往年同期(10天)多了10天^[1]。

4.2 12月5—9日降水天气过程分析

12月5—9日，新疆西部和北部、西北地区中东部、内蒙古中东部、东北地区南部、华北大部出现明显降雪，新疆西部及沿天山地区、甘肃中东部、陕西中部、辽宁南部、华北东北部和东南部降水量超过2.5 mm，新疆西南部部分地区有10~20 mm，新疆阿图什附近地区达25.3 mm；至9日08时，内蒙古东部、新疆西部等地最大积雪深度有5~15 cm，内蒙古阿巴尔虎旗、新疆吐尔尕特最大积雪深度分别达24.9和22.1 cm。黄淮东南部、江淮东部、江南东部、广西南部及海南等地过程雨量较大，海南万宁站过程雨量达到112.1 mm。

这次降水天气过程主要由南下冷空气与东移短波槽、南支槽共同引起，并且在低层有低涡、切变线和急流相配合。过程开始前，亚洲中高纬度主要为两槽一脊环流形势，中西伯利亚北部存在一阻塞高压，4日20时，西西伯利亚低涡与里海附近东移的短波槽同位相叠加，强度加强，同时，西西伯利亚西部有高压脊发展，且温度脊明显落后于高度脊，说明其将进一步发展加强，脊前偏北气流不断引导冷空气南下在前部冷涡中聚积；5日，冷空气开始侵入我国，正是由于此高压脊的发展，脊前偏北气流不断引导冷空气补充东移南下，影响我国大部地区；内蒙古西部短波槽东移，且温度槽落后于高度槽，槽在东移的过程中有加强趋势(图 7)；整个过程中，南支系统活跃，南支槽前700 hPa自西南地区至长江中下游一线存在低空急流，为长江中下游地区不断输送水汽；副热带高压西脊点位置5日08时西跃约10个经度至108°E附近，后期脊线位置不断缓慢北抬，副高西侧偏南气流不断引导暖湿气流向下游地区输送水汽，至6日20时，588线位置达到最北，至江南南部一线，之后缓慢南落；西南地区东部有低涡活动，同时，在云南北部附近存在地面低压倒槽。

12月5日08时，蒙古高压进一步发展加强，冷空气前锋进入内蒙古西部—新疆北部一线，之后冷高压不断发展并南压，冷锋快速东移南下，至6日20时，冷锋已抵华北北部—西北地区东部一线，而后缓慢东移南下，影响我国中东部大部地区。冷锋后部位于贝加尔湖西南部附近的冷高压中心强度一度发展至1065 hPa，期间不断有冷空气补充南下。与此同时，在中低纬度，不断有南支波动东移北上，副热带高压脊线北抬至20°N附近，南支槽前以及副热带高压西侧和北侧的偏南暖湿气流发展强盛，不断向我国南方输送水汽，使我国南方大部地区处于显著的高湿区。分析低层风场及物理量场得知，黄淮东部至江南北部一线存在辐合区，随着北方冷空气南下，冷暖空气交会在长江中下游一线，造成大范围雨雪天气。

低空切变线和低空急流对此次降水过程具有重要作用^[4]。5日20时，主要降水落区位于暖湿切变北侧，随着冷空气东移南下，降水落区东移，位于切变线东侧和南侧，与风速辐合区位置较为一致。低空急流最大风速超过20 m·s^-1，随着冷空气不断补充南下和南支系统东移，不断有低涡和切变线生成发展，与低空急流相配合，南方大部地区出现相对持续的降水天气。

4.3 12月2—6日中东部大雾过程

12月2—6日，我国中东部出现了大范围雾、霾天气，其中，华北大部、黄淮西部、江淮西部、江汉、西南地区东部和南部、江南大部、华南北部等地出现能见度低于1000 m的雾；北京南部、天津、河北南部、山西中部、陕西中部、重庆西南部、贵州西南部、江南大部等地出现能见度低于1000 m雾的日数达到了3~5天。期间，山西中南部、河北南部和东北部、北京、天津、山东西部、河南中东部及江南等地的部分地区出现了能见度低于200 m的雾。另外，本次大雾过程具有较为明显的日变化特征，一般午夜至上午雾发展加强，午后开始减弱消散，属于较为典型的辐射雾。

从此次大雾过程大尺度环流形势来看，中东部大部地区处在高空槽后弱的偏北气流中，后期有弱高压脊东移，我国北方大部地区以下沉运动为主。分析地面气压场得知(图 8)，东北平原、华北、两淮地区、江汉、西南地区东部以及江南、华南北部等地一直处于地面高压区内，高压控制下的晴空区有利于地表辐射降温^[5]，另一方面，由于高压区内等压线稀疏，风力较小，不利于水汽垂直交换，更有利于近地面层水汽达到饱和状态；同时，大陆高压向东伸展至海上的部分有利于地面弱冷气团变性，并在高压底部形成偏东气流，向雾区不断输送湿空气。整个大雾过程中，多地近地面相对湿度超过90%，部分地区达到100%，近地层风速较小。以邢台、邵武两站为例分析温度垂直分布特征(图 9)得知，大雾过程中侧边界始终有逆温存在，说明大气处于稳定层结^[6]。

分析地面气温日较差得知，两淮地区、江汉以及江南等地的大部地区气温日较差达到或超过8℃，部分地区超过10℃，说明地面辐射冷却作用较为明显，对大雾的形成具有一定的触发作用。