引言

2015年12月，北半球极涡呈单极型分布，中心位于格陵兰岛附近，欧亚中高纬环流呈两槽一脊型；南支槽较活跃，平均位置大致位于90°E，副热带高压偏强，面积偏大，西伸脊点位于90°E附近，北界到达22°N。全国平均气温较常年同期偏高1.1℃，平均降水量较常年同期偏多1.3倍。月内，我国南方持续阴雨，部分地区遭受暴雨洪涝；中东部地区出现大范围雾-霾天气过程。

1 天气概况 1.1 降水

2015年12月，全国平均降水量为24.1 mm，较常年同期(10.5 mm)偏多1.3倍，为1951年以来同期最多(国家气候中心，2016)。全国降水量分布不均匀(图 1)，江南大部、华南大部普遍有100~200 mm降水，其中江西东南部、福建西北部局地、广东北部局地达200 mm以上。东北地区中南部、西北地区东北部、新疆北部等地的部分地区降水量为10 mm以上，局地为25~50 mm，我国北方其余大部分地区降水量不足10 mm。

与常年同期相比，东北大部、内蒙古大部、西北地区东部大部及新疆大部、西南地区东部、长江中下游以南地区降水量偏多2成至2倍，新疆中南部、西北地区东北部、内蒙古西北部和中东部、东北中部、江南南部、华南大部等地偏多2倍以上；西藏大部、青海大部、新疆西部部分地区、华北大部、黄淮、江淮、江汉等地降水量偏少2~8成，部分地区偏少8成以上(图 2)。

1.2 气温

2015年12月，全国平均气温为-2.1℃，较常年同期(-3.2℃)偏高1.1℃(国家气候中心，2016)。从气温距平空间分布(图 3)分析，除新疆中部局地和内蒙古东北部局地气温较常年同期偏低1~2℃外，全国大部地区气温接近常年同期或偏高，西藏中部和西部、新疆北部、甘肃大部、西北地区东部部分地区、内蒙古大部、东北大部、华北、黄淮北部、江南东部、华南东部及海南、西南地区东部局部等地偏高1~4℃，新疆北部、黑龙江西北部等地偏高4℃以上。

2 环流特征和演变

图 4为2015年12月500 hPa平均位势高度及距平，与常年同期相比，12月北半球的环流形势有以下主要特点。

2.1 极涡呈单极型分布，东亚大槽偏弱

2015年12月，500 hPa等压面上北半球极涡呈单极型分布，极涡中心偏向西半球，位于格陵兰岛附近，极涡中心气压较常年平均偏低超过8 dagpm，中心强度低于500 dagpm。欧亚中高纬环流呈两槽一脊型，低压槽分别位于乌拉尔山和东亚地区，高压脊位于贝加尔湖以西地区。与多年平均相比，东亚地区高度场以正距平为主，东亚大槽偏弱。亚洲中高纬以纬向环流为主，不利于强冷空气南下，导致我国大部地区气温较常年偏高。

2.2 南支槽较活跃，副热带高压偏强

2015年12月，南支槽平均位置大致位于90°E附近，强度偏强，南支波动较为活跃。西北太平洋副热带高压呈带状分布，面积偏大，强度偏强，西伸脊点位于90°E附近，北界到达22°N。南支槽前与副热带高压边缘暖湿气流有利于我国南方地区降水，导致月内江南、华南大部地区降水较常年显著偏多。

2.3 环流演变与我国天气

图 5给出了2015年12月上、中、下旬欧亚地区500 hPa大气环流发展演变三个时段的平均高度场。总体看来，欧亚大陆中高纬环流经向度较小，不利于冷空气活动。南支槽较为活跃，西北太平洋副热带高压偏强、偏西，两者为我国南方地区降水提供了充足的水汽供应和一定的动力条件。具体分析如下：

上旬(图 5a)，欧亚大陆中高纬为典型的两槽一脊的环流形势，但与常年同期相比，经向度较小。巴尔喀什湖以东至贝加尔湖以西受弱高压脊控制，我国环流形势西高东低，中东部地区处于东亚大槽控制之下。1—5日，贝加尔湖附近低槽发展东移，并在东北地区形成切断低涡，给黑龙江、吉林、内蒙古东部等地带来较强降雪；低涡后部的偏北气流引导冷空气南下，全国大部地区出现4~8℃降温。6—10日，随中高纬转为纬向型环流，冷空气活动减弱，华北、黄淮、江淮、陕西关中等地出现大范围污染天气过程。南支槽波动较明显，西北太平洋副热带高压面积偏大，强度偏强，有利于来自孟加拉湾和南海的水汽向我国南方地区的输送。暖湿气流与北方南下的冷空气在我国江南、华南和西南地区交汇，导致南方大部地区降水偏多，上旬共出现两次主要降水过程。

中旬(图 5b)，欧亚大陆中高纬环流形势较上旬无明显调整。14—17日，巴尔喀什湖附近高压脊发展加强，环流经向度加大，脊前偏北气流强盛并引导冷空气南下，给全国大部地区带来大风降温，内蒙古东北部、黑龙江、吉林及四川等省(区)出现较明显雨雪天气。南支槽强度减弱，中低纬环流较平直，副热带高压强度较上旬减弱，南方地区降水频次减少、强度减弱。

下旬(图 5c)，环流纬向度进一步加大。旬前期无明显冷空气活动，华北、黄淮、江淮等地上空环流平直，大气层结稳定，为雾和霾的形成提供了“静稳”天气条件，上述地区出现持续性雾-霾天气。25—28日，受冷空气影响，我国北方出现降温和降雪，雾-霾天气自北向南逐渐减弱消散。副热带高压再次加强，水汽输送条件改善，南方地区出现一次明显降水过程。

3 冷空气活动

2015年12月冷空气活动较弱。根据冷空气划分标准，月内出现了3次冷空气过程(表 1)，均为全国范围中等强度冷空气，其中25—28日的过程在内蒙古中东部和东北地区达到强冷空气的标准。与近3年历史同期(花丛，2013；吕梦瑶等，2014；饶晓琴等，2015)相比，过程偏少，强度偏弱。

4 主要降水过程 4.1 概况

2015年12月降水过程主要发生在江南和华南地区。南方大部地区降水日数比常年同期偏多3~10 d，其中江南南部局地、华南中部偏多10d以上(国家气候中心，2016)。受强降水影响，广东、广西、福建、湖南、浙江、江西六省(区)部分地区出现暴雨或大暴雨，降水过程主要发生在12月4—6日、9—10日和22—23日(表 2)。

4.2 12月9—10日南方地区暴雨过程分析

12月9—10日，南方地区出现一次大范围的降水过程，广东中东部、江西东南部、福建中部、南部和东部沿海、浙江东南部等地出现暴雨，其中广东东部沿海和福建东南部沿海局地出现大暴雨，广东东部局地最大降水量达167 mm。

本次降水天气过程从9日凌晨开始，10日白天减弱结束。期间南支槽活跃，位置偏东，副热带高压偏强，不断引导暖湿气流向江南、华南地区输送水汽。暖湿气流与北方南下的冷空气交汇，并且在低层配合有急流和风场辐合。

9日20时(图 6)，500 hPa高原东移短波槽与南支槽合并加深，位于105°E以东，槽前利于低空急流发展；700 hPa广西东部至江西一带有低空急流，风速达16~20 m·s^-1，广东至福建东南沿海地区比湿为6~10 g·kg^-1；850 hPa副热带高压西侧华南沿海有较强的向岸风辐合，为降水的发生提供了有利的抬升条件，同时，南海北部海面有热带扰动随副热带高压环流北上，产生了不稳定条件，华南和东南沿海地区850 hPa比湿为8~12 g·kg^-1，水汽较充沛。以上条件相互配合，导致了本次强降水过程的发生。10日08时，随着高空槽、热带扰动东移入海，降水过程趋于结束。

5 雾-霾天气过程 5.1 概况

2015年12月，我国雾-霾天气较为频繁。北京、天津、河北中南部、山东、河南东部、江苏、浙江北部、四川盆地等地大雾日数超过5 d，部分地区出现10 d以上大雾天气。中东部地区霾日较多，东北地区中南部、华北中南部、陕西关中、黄淮、江淮、江南西部和东北部、四川盆地等地霾日数一般超过5 d，其中北京、河北、山东、河南、江苏、吉林、辽宁等地的部分地区霾日数超过15 d；上述大部地区伴有空气污染现象，PM_2.5日平均浓度超标(>75 μg·m^-3)日数多在10 d以上。

月内共出现两次大范围雾-霾天气过程，分别出现在6—10日和19—25日，与2014年同期(1次)相比偏多1次。6—10日过程主要影响北京、天津、河北、山西、山东中西部、河南、陕西关中、湖北、安徽等地，19—25日过程主要影响范围包括北京、天津、河北、山西、山东、河南、陕西关中、辽宁等地。其中19—25日过程具有持续时间长、影响范围广、空气污染程度重的特点，重度霾面积为2015年之最。

5.2 12月19—25日雾-霾天气过程分析

12月19—25日，受静稳天气影响，华北中南部、黄淮大部、江淮东部及陕西关中等地出现中到重度霾，其中22—23日霾影响范围扩大、程度加重，北京大部、天津、河北中南部、山东大部、河南中北部等地出现重度霾，其面积达到35.2万km²(图 7)。北京、天津、河北中南部、河南北部、山东北部和西部出现大面积严重污染，北京、河北中南部部分地区PM_2.5峰值浓度均超过500 μg·m^-3，河北南部局地超过1000 μg·m^-3。23—25日，华北中南部、黄淮、江淮等地出现大范围大雾天气，局地出现能见度不足50 m的特强浓雾。

从环流形势上看(图 8)，我国中东部地区处于西风带纬向型气流控制之下，500 hPa高度场为正距平，无明显冷空气影响；中东部地区位于地面冷高压中前部的均压场中，盛行下沉气流，水平气压梯度较小，近地层风速小，为雾和霾的形成提供了“静稳”天气条件。因大气层结稳定，混合层高度低，极不利于污染物在垂直方向上的输送和扩散。其中北京地区混合层平均高度仅为391 m，静稳天气指数均≥12，PM_2.5浓度普遍较高，20—25日北京地区PM_2.5浓度大多超过150 μg·m^-3，出现重度污染，部分时段严重污染，25日部分时段超过500 μg·m^-3(图 9)。地面辐合线在河北中南部一带摆动，使污染物和水汽在这一区域不断积累。该过程中京津冀地区平均相对湿度为75.8%，较常年同期偏高，为细颗粒物的吸湿性增长提供了有利条件，导致能见度的下降，并通过二次反应使PM_2.5的浓度持续升高。

26日白天起，受冷空气影响，地面偏北风增大，大气扩散能力增强，PM_2.5浓度明显下降，能见度转好，此次持续性雾-霾天气过程趋于结束。