1 天气概况 1.1 降水

2018年12月，全国平均降水量为18.7 mm，较常年同期(10.8 mm)偏多73.1%(国家气候中心，2018)。从月降水量空间分布(图 1)看，12月降水主要集中在江淮、江汉和长江以南地区，普遍有10~100 mm，其中江南中东部地区降水量达100 mm以上；北方大部地区降水量不足10 mm。

与历史同期相比(图 2)，除新疆西南部、青海中西部、西藏西北部、内蒙古中东部、东北、华北大部降水偏少2~8成外，我国其余大部地区降水量接近常年或偏多，其中新疆东部、西藏南部、甘肃西北部、四川中西部、云南东南部、江淮东部、江南东北部等地偏多2倍以上。12月，全国共有8站次日降水量达到极端事件标准，其中安徽合肥(204.3 mm)等3站日降水量突破历史极值(国家气候中心，2018)。

1.2 气温

2018年12月，全国平均气温为-3.8℃，较常年同期(-3.2℃)偏低0.6℃。从月气温距平分布(图 3)看，新疆、甘肃中西部、内蒙古、辽宁西部和东南部、华北、黄淮、江淮西部、江南西部以及西藏南部、四川东部、广西等地较常年同期偏低1~4℃，局地偏低4℃以上；我国其余大部地区气温接近常年同期或略偏高，其中东北地区大部、江苏、浙江大部、华南东部和南部、云南以及青海南部等地偏高1~4℃。此外，全国共有59站日最低气温达到极端事件标准，主要分布在内蒙古、河北、山西、重庆、贵州、湖南、广西、西藏等地，西藏江孜(-25.2℃)、山西小店(-20.5℃)等4站最低气温突破历史极值；另有26站日降温幅度达到极端事件标准，其中西藏江孜(18.8℃)、宁夏灵武(15.3℃)等4站日降温幅度突破历史极值。

2 环流特征和演变

图 4为2018年12月北半球500 hPa平均位势高度场和距平分布，与常年同期相比，12月环流形势有以下特点。

2.1 极涡呈单极型分布，东亚大槽偏强

2018年12月，北半球极涡形势明显不同于2016年(刘超和马学款，2017)和2017年(王继康等，2018)，为单极型分布。极涡中心位于格陵兰岛以北附近，中心气压低于500 dagpm。位势高度距平场显示，极涡中心处于负距平区，对应负距平中心达-12 dagpm，表明极涡较常年同期明显偏强。此外，北半球环流呈三波型，长波槽分别位于美洲东部、欧洲中部及亚洲东部。欧亚中高纬环流呈两槽一脊型，乌拉尔山高压脊伴有明显的正距平，有利于冷空气堆积和环流经向度加大。东亚大槽较历史同期偏强，从东北地区向西南伸至四川北部，我国北方大部地区为负距平控制，有利于低槽发展加深，引导冷空气南下，造成月内冷空气强度强，影响范围广，降温幅度大，全国平均气温明显偏低。

2.2 南支槽偏强，副热带高压偏西偏强

12月，南支槽平均位置在90°E附近，接近常年同期，槽区伴有负距平，表明南支槽偏强。副热带高压(以下简称副高)呈带状分布，西伸脊点位于90°E孟加拉湾附近，较常年同期异常偏西。副高西侧西南气流与南支槽前气流叠加，有利于孟加拉湾和印度洋的暖湿气流向我国南方地区输送。配合北方冷空气南下，带来大范围降水天气，造成月内我国西南地区、江南、华南东部降水量较常年同期明显偏多。

2.3 环流演变与我国天气

2018年12月上、中、下旬欧亚地区500 hPa大气环流平均高度场如图 5所示。总体来看，本月亚洲中高纬呈“西高东低”形势，环流经向度较大，东亚大槽较常年明显偏强，导致12月上旬和下旬影响我国的冷空气势力整体偏强，空气污染扩散条件总体偏好，相比2018年11月，中东部地区的雾-霾天气明显减少，强度也有所减弱。低纬度地区南支槽活跃，东移相对频繁；西北太平洋副高位置偏西且强度偏强，南支槽前与副高边缘暖湿气流叠加，为我国南方地区降水提供了充足的水汽和有利的辐合抬升条件。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环流形势，乌拉尔山附近的高压脊向北强烈发展，鄂霍茨克海及其以西地区有切断低涡，中心强度达512 dagpm，我国中东部大部地区处在东亚大槽控制之下，旬内冷空气势力较强。仅上旬前期冷空气处于间歇，华北中南部、黄淮、江淮以及江汉等地静稳天气形势建立，出现了一次中至重度霾天气过程。3—6日随着北方冷空气南下，霾天气自北向南减弱消散，我国大部地区先后遭遇寒潮天气。本次寒潮过程具有影响范围较广、极端降温强的特点，全国约有三成国土面积的最大降温幅度超过10℃，其中内蒙古、东北、华北北部和西部、黄淮中东部以及甘肃中西部等地最大降温幅度在10℃以上，局地超过12℃。上旬后期，受北支锋区不断补充冷空气影响，新疆、甘肃、北京等15个省(区、直辖市)有50站次日最低气温突破同旬极值。此外，旬内南支槽略微偏东、偏强，配合副高外围共同输送暖湿气流，与北方渗透而下的冷空气交汇于中东部地区，黄淮、江淮、江南北部先后出现雨转雨夹雪和纯雪，河南、山东、安徽、江苏、浙江等地出现中到大雪，局地暴雪；贵州和湖南西部局地出现2~4 d冻雨。受降温和雨雪天气影响，南方出现持续低温湿冷天气。

中旬(图 5b)，极涡逐渐南压，西西伯利亚高压脊减弱，欧亚中高纬环流经向度减小，北支锋区上多短波活动，旬内冷空气活跃但势力较为偏北。19—22日，华北中南部至江汉一带高空有弱的暖脊发展，地面受均压场控制，近地层风速较小，大气层结稳定，天津、河北中南部、河南和陕西关中等地多城市出现持续性霾天气，且江淮东部、江南中东部的部分地区连续出现能见度不足500 m的大雾。相较而言，华北北部及东北地区受短波槽过境影响，大气扩散条件总体较好。另外，17—19日由于高原槽发展东移，与南支槽同位相叠加，青藏高原东部自西向东出现一次较强雨雪天气过程。

下旬(图 5c)，巴尔喀什湖附近高压脊发展加强，欧亚大陆高空再次调整为两槽一脊型，环流经向度加大，冷空气势力加强，东亚大槽较上旬位置略有偏东。随着高压脊向东北方向延伸，贝加尔湖附近形成横槽。而后横槽转竖，中西伯利亚积聚的冷空气沿贝加尔湖以东分裂南下影响我国。23—24日和27—30日，一次中等强度冷空气和寒潮天气先后来袭，导致我国中东部大部地区降温幅度达到8~12℃，平均气温较常年偏低4℃。旬末，副高减弱东退，西伸脊点移至120°E附近，配合南支槽东移，有利于孟加拉湾和南海的水汽输送。25日至2019年1月1日，冷暖气团交汇后，江南、西南及华南等地出现了明显降水过程。

3 冷空气活动 3.1 概况

12月共有3次冷空气过程影响我国，虽较常年同期(4次)偏少，但强度偏强。三次过程分别发生在：3—6日、23—24日和27—30日。其中3—6日和27—30日过程为全国范围寒潮，23—24日过程为全国范围中等强度冷空气(表 1)。

3.2 2018年12月3—6日全国寒潮过程分析

12月3—6日我国大部地区经历了一次寒潮过程，内蒙古、东北、华北北部和西部、黄淮中东部以及甘肃中西部最大降温幅度在10℃以上，局地超过12℃。受寒潮天气影响，新疆乌鲁木齐、甘肃中部、吉林东部、黑龙江东南部、辽宁中部、河北南部、河南中北部、山东、江苏北部等地出现大范围降雪或雨夹雪，一般3~8 mm，其中吉林白山和延边部分地区达12~13 mm。

由500 hPa位势高度场和地面气压场的演变趋势来看，此次冷空气过程为较强高空槽经西西伯利亚逐渐东移进入我国，后续地面冷高压补充南下所致。1日08时，500 hPa高空槽位于巴尔喀什湖一带，地面冷锋开始影响我国，进入南疆盆地。至3日08时(图 6a)，500 hPa高空槽东移到青海东部至蒙古国东部一带，700 hPa切变线位于甘肃东部至内蒙古东部一带，地面冷高压中心位于蒙古国西部，中心强度1055 hPa。地面冷锋分为两段，东段位于东北地区东部，西段位于河北北部—陕西中部—青海北部一带。受冷空气影响，甘肃东部、宁夏、内蒙古中东部、陕西北部、山西西部、河北西北部等地出现4~8℃降温，内蒙古中部部分地区降温12℃以上。新疆沿天山一带及塔城、甘肃西部、黑龙江西北部等地部分地区降雪2~5 mm。此外，后续冷高压在泰梅尔半岛以南地区形成，中心强度1042.5 hPa。4日白天，降温主要集中在东北地区中东部、苏皖南部、浙江中北部、江西中北部、湖南中南部、贵州等地，普遍出现6~10℃降温，部分地区降温幅度超过12℃。4日20时，随着第一股冷空气前锋推进到华南，其对我国的影响趋于结束。后续地面冷高压位于西西伯利亚平原东部，中心气压1055 hPa，即将开始影响我国。5日08时(图 6b)，补充南下的冷空气开始影响我国，500 hPa高空槽位于甘肃中部至蒙古国西部，700 hPa在甘肃东部至内蒙古中部一带存在切变线，地面冷锋位于内蒙古中东部至甘肃一带。6日华北地区及山东中北部、辽宁等地出现6~10℃降温。气温0℃线位于苏皖北部、河南中部至陕西南部一带；北京、河北中部、山西南部等地气温降至-10℃左右。7日14时，随着地面冷锋东移入海，此次冷空气过程结束。

4 主要降水过程 4.1 概况

2018年12月共有2次大范围降水过程，分别发生于5—11日和25—30日，其主要影响系统、影响区域和降水强度见表 2。

4.2 2018年12月5—11日降水过程分析

12月5—11日，黄淮、江淮、江南北部先后出现雨转雨夹雪或纯雪，河南、山东、安徽、江苏、浙江等地出现中到大雪，局地暴雪，山东南部、河南东南部、安徽北部和南部、江苏北部、浙江北部等地积雪深度有1~6 cm，安徽黄山13 cm，浙江临安11 cm；贵州和湖南西部局地出现2~4 d冻雨。

总体来说，本次过程是由高空槽引导北方冷气团南下，配合南支槽系统东移导致低层西南暖湿气流加强，冷暖气团交汇产生的锋面降水所致，降水主要集中在西南地区南部至江南中东部，根据降水范围和强度的变化，将过程分为5—7日和8—11日两个阶段。第一阶段，5日08时(图 7a)，我国中东部大部地区受500 hPa南支槽和西风槽前偏南气流影响，700和850 hPa切变线位于四川盆地到长江中下游一带，地面冷锋位于河套附近。从动力条件来看，低层切变系统带来的辐合上升运动有利于降水天气的发展，500 hPa槽前和700 hPa的西南暖湿气流将孟加拉湾的水汽源源不断向我国内陆地区输送，我国东部地区还叠加了850 hPa东南风的水汽贡献，造成中东部出现大范围雨雪天气，华北南部、黄淮等地出现降雪，长江中下游地区普降中到大雨。至7日02时(图 7b)，500 hPa高空槽东移至朝鲜半岛西侧上空，850 hPa冷高压向西南方向移动，使切变线南移至华南地区，受上述高低空系统配置影响北方冷空气大举南下，与低层西南暖湿气流在长江中下游地区交汇。第二阶段，气温持续下降，8日，地面0℃线压到江南北部，湖北北部和东部、上海、安徽南部、江苏南部、浙江中北部、江西北部等地先后降雪或雨夹雪2~6 mm，湖北东部、江西东北部、浙江北部等地达10~28 mm。降水时段内，长江中下游地区850 hPa垂直上升速度在0.5 Pa·s^-1左右，其中5日夜间长三角地区一带，垂直上升速度达0.9~1.8 Pa·s^-1，为降水提供了较好的动力抬升条件。江南地区925~700 hPa比湿普遍在4~6 g·kg^-1，整层水汽含量在25~35 mm，为降水提供了较好的水汽条件。10日随着冷空气南压减弱，长江中下游地区气温逐渐回升，降水相态转为以雨为主，降雪基本结束。至11日20时，随着地面冷锋东移入海，降水过程逐渐结束。

5 雾霾过程 5.1 概况

2018年12月，受较强冷空气影响，我国中东部地区大气扩散条件总体较好，仅在冷空气间歇期1—3日和19—22日华北中南部、黄淮、江淮以及汾渭平原等地出现了两次雾-霾天气过程。与往年同期相比，上述过程中重污染的持续时间偏短且强度偏弱。此外，污染期间的夜间至上午时段，豫鲁苏皖等地易出现大雾，部分时段能见度不足200 m。

5.2 12月19—22日雾-霾天气过程分析

12月19—22日，受静稳天气影响，我国中东部大气污染扩散条件较差，出现一次轻至中度霾、局地重度霾过程，其中河北南部、山东西部、河南、陕西关中等地的部分地区PM_2.5峰值浓度均超过150 μg·m^-3，达到重度污染水平，河北南部、河南中部局地超过250 μg·m^-3。此外，20—21日夜间至上午，河南东部、山东南部、安徽中北部、江苏、上海、浙江北部、湖北中东部、湖南北部、四川盆地等地的部分地区出现了大雾天气，局地出现能见度不足200 m的强浓雾。

从本次雾-霾天气产生的环流背景看，我国中东部地区以纬向环流为主，无显著槽脊活动，地面高压主体位于贝加尔湖以西，冷空气势力较弱，中东部大部地区处于冷高压前部的均压场控制，水平气压梯度弱，低层风速小，不利于污染物的扩散。此外，中东部地区850 hPa有暖脊发展，暖平流作用明显，抑制了大气的垂直交换能力，阻碍了水汽和污染物垂直方向的输送，有利于近地层雾-霾天气的形成。12月19日，华北南部、黄淮中西部及汾渭平原等地高空转受弱高压脊控制，环流较为平直；地面等压线稀疏，水平风速较小，静稳天气形势建立。20日，江淮、江汉等地有弱降水天气，随之河南、山东部分地区相对湿度快速上升趋于饱和，为颗粒物不断吸湿增长和发生二次化学反应提供了有利的气象条件，导致霾天气进一步加重，范围也有所扩大。21日，华北中北部有弱冷空气活动，河北中南部、汾渭平原等地的霾天气略有减弱，但受上游污染传输影响，黄淮中西部的霾天气维持并发展，其中，山东西部、河南中东部等地PM_2.5浓度均出现了短时升高现象。22日起，受降水和冷空气大风共同影响，京津冀及周边区域的大气扩散条件逐渐转好，但污染物向下游缓慢输送，导致江苏中北部、安徽中北部、湖北北部等地的霾天气呈现先加重后减弱的变化趋势，部分时段达到中度及以上污染，随后逐渐消散，本次雾-霾过程结束。

致谢：感谢国家气象中心宋文彬提供的降水量、降水距平和温度距平资料。