1 天气概况 1.1 降水

2024年1月，全国平均降水量为16.3 mm，降水量较常年同期(14.1 mm)偏多了15.6%(图 1)，其中贵州为1961年以来历史同期最多。空间分布显示(图 1)，我国中东部以及黄河以南大部分地区的降水量为10~100 mm，湖南南部、广西东北部、贵州东南部等地降水量超过100 mm，全国其他大部分地区不足10 mm。其中，新疆北部、内蒙古中东部、华北西北部和西南部、东北北部和东南部、华中大部、华东北部、西藏东南部、西南地区东北部、华南西部等地与常年同期相比(图 2)，降水量偏多2成至2倍，局地偏多超过2倍以上；全国其余大部分地区降水量接近常年同期或偏少，西北地区大部、华东南部、西南地区北部和东部、华南东部等地偏少5~8成，局地偏少8成以上(国家气候中心, 2024)。

1.2 气温

1月，全国平均气温达-3.8℃，较常年同期(-4.8℃)偏高1.0℃，为1961年以来历史同期第六高，其中四川为1961年以来历史同期第二高，贵州、新疆和重庆均为第三高。从气温距平的空间分布(图 3)可见，全国除青藏高原中部、黑龙江北部气温偏低外，其余大部分地区气温偏高0.5~4℃，新疆北部偏高4℃以上(国家气候中心, 2024)。

2 环流特征和演变

2024年1月北半球环流形势显示，新地岛极涡相较于2023年12月有所加强，1月冷空气活动增强。1月北半球500 hPa平均位势高度场和距平场分布(图 4)与常年平均相比具有以下特点。

2.1 极涡呈偶极型分布且新地岛极涡强度偏强

1月，北半球为偶极型极涡分布，主极涡中心分别位于北美洲加拿大北部的伊丽莎白女王群岛和新地岛以北地区。其中，加拿大北部的极涡中心受正距平高度场所控制，与常年同期相比强度偏弱，中心低于508 dagpm；而新地岛以北极涡中心位势高度比常年同期偏低8 dagpm以上，中心低于508 dagpm，表明东半球极涡强度较常年同期偏强，有利于冷空气在西伯利亚堆积(韦玮等，2014)。

2.2 东亚大槽偏东

欧亚中高纬环流显示，巴尔喀什湖至贝加尔湖附近区域受较弱高压脊控制，2个低压槽分别位于乌拉尔山和鄂霍次克海地区，呈现“两槽一脊”型分布。东亚大槽从鄂霍次克海向西南方向延伸至我国东部地区，反映月内冷空气活动较为频繁，降水较常年同期偏多。

2.3 环流演变与我国天气

分析1月各旬大气环流发展演变趋势，欧亚地区500 hPa平均高度场如图 5所示。

上旬(图 5a)，欧亚中高纬环流呈现“两槽一脊”型分布，巴尔喀什湖附近区域受较弱高压脊控制，2个低压槽分别位于乌拉尔山和鄂霍次克海地区，影响我国的冷空气势力总体偏弱，全国大部分地区气温较常年同期偏高，中西部受高压脊控制，其大部分地区处于正位势高度距平区，气温偏高更为明显，其中新疆北部等地偏高6℃以上。在此种环流背景下，大气静稳程度较高，有利于雾-霾天气的发生发展，2—6日华北中南部、黄淮中西部、汾渭平原等地出现了大范围雾-霾天气，严重时段最低能见度不足200 m。另外，低纬地区南支槽较为平直，不利于水汽向我国输送，因此旬内全国大部分地区降水稀少。

中旬(图 5b)，欧亚中高纬环流仍呈现“两槽一脊”型。高压脊东移加强，位于贝加尔湖附近地区，东亚大槽东移北收至鄂霍次克海地区，影响我国的冷空气势力明显减弱，受高压脊控制，气温较上旬明显回升，全国大部分地区气温相较常年同期偏高1~3℃，其中新疆、内蒙古中西部、贵州、广西等部分地区偏高4~6℃；相对于上旬南支槽加深，西南暖湿气流与北方东移南下的冷空气交汇，全国大部分地区降水偏多，中东部地区出现大范围雨雪天气过程。

下旬(图 5c)，欧亚中高纬环流经向度加大，导致旬内冷空气活跃，我国气温总体较常年同期偏低1~3℃，其中内蒙古中西部、广西等地降温幅度达4~6℃。20—22日，中东部地区出现大范围寒潮天气，平均风力达4~6级，阵风可达7~9级，冷空气造成全国大部分地区出现6~10℃的降温。旬内，南支槽仍较活跃，在槽前西南暖湿气流与高纬南下的冷空气共同作用下，全国降水较常年同期明显偏多。其中，西南地区东部至江南等地出现大范围中到大雨(大雪)天气，贵州、广西、湖南、江西、浙江等地部分地区出现大到暴雪，局地出现大暴雪或特大暴雪。

3 冷空气活动 3.1 概况

依据中央气象台冷空气划分标准，1月20—22日出现了一次全国性冷空气过程(表 1)。本月冷空气次数虽较往年略偏少，但强度大(徐冉等，2021；南洋等，2022；尤媛等，2023)。

3.2 2024年1月20—22日寒潮天气过程

1月20—22日我国自北向南经历了一次寒潮天气过程，影响详见表 1，中东部地区出现大幅降温，西北地区中东部、华北、东北地区中南部、黄淮、江淮、江南、华南、西南地区东部等地大部分地区出现5~6级大风，阵风可达7~9级，西北地区及中东部地区最低气温普遍下降6~10℃，其中甘肃、宁夏、内蒙古中部、陕西、山西、北京、辽宁、吉林、山东、浙江、福建、广东、贵州等地部分地区最低气温降温幅度达12~16℃。西南地区东部至江南等地出现大范围较强雨雪天气，贵州、广西东北部、湖南、江西中北部、浙江南部、福建西部等地部分地区出现大到暴雪，湖南娄底、湘潭、衡阳、株洲等地局地大暴雪或特大暴雪，上述大部分地区累计降水量有5~20 mm，广西东北部、湖南中部、江西北部、浙江中部等局地达25 mm以上。本次寒潮天气过程给农业、能源、交通及城市运行和人民生活均带来不利影响。

此次过程冷空气源地为新地岛以东洋面，横槽经喀拉海进入我国后逐渐转竖，到达我国河套地区附近并继续东移南下，进而影响中东部大部分地区(朱万林等，2022)。19日08时(北京时，下同)，地面冷锋前沿已开始进入新疆北部，贝加尔湖西侧至巴尔喀什湖为东西向横槽，地面冷高压主体维持在咸海北部地区，高压中心强度达1050 hPa。20日08时横槽东移至新疆，槽后地面冷高压前部的偏北气流影响下出现大风天气并逐渐向东发展(图 6)，高压中心强度增强至1055 hPa，地面冷锋到达西北地区北部，新疆甘肃内蒙古一线出现大范围大风降温和降雪天气。

21日08时，高空500 hPa横槽缓慢移动至甘肃西部，温度槽落后于高度槽，槽后强烈冷平流作用使得横槽向南加深并逐渐开始转竖，引导冷空气向南爆发，地面冷高压主体东移至蒙古国西部，中心强度继续加强，达1062.5 hPa，地面冷锋前沿到达东北地区西部、华北北部和西北地区东部，出现5~6级大风，阵风可达7~9级，带来6~10℃降温，同时内蒙古伴有中到大雪。20时，在500 hPa温度场上，-36℃中心南压至内蒙古西部。南支槽前暖湿气流与东移南下的冷空气在中东部地区交汇，甘肃中南部、陕西中部、内蒙古中东部、辽宁中东部、吉林、黑龙江东南部、河北西北部、山东半岛等部分地区出现小到中雪，上述区域同时出现雨夹雪，陕西宝鸡、咸阳出现局地大雪或暴雪。

22日08时(图 7)，庞大的冷空气前锋已推进到江南北部，长江以南地区也出现了大范围大风、降温。东北地区东部、江南中南部、华南中东部、云南东部等地降温6~8℃，其中，吉林东部局地降温可达10~12℃，23日0℃线南压到广西北部和广东北部一带。23日和24日，江南、华南北部、贵州等地的最低气温降至-8~-1℃，华南中南部最低温度降至0℃。我国东部沿海和江西、湖南等地的部分地区出现5~6级风，阵风达7~8级。

4 主要降水过程

1月15—18日，我国中东部地区出现大范围较强雨雪天气。甘肃东部、陕西、山西、河南、山东等地部分地区出现小到中雪或雨夹雪，局地大到暴雪，陕西南部、河南西部、湖北西北部等地局地冻雨，上述地区累计降雪量为1~5 mm，局地可达8~15 mm，新增积雪1~3 cm，局地超过5 cm。其中，15—16日主要降雪区位于陕西、山西、河南北部等地，17日降雪范围缩小，18日降雪范围再次扩大，陕西、山西、河南北部、山东等地出现降雪。此外，黄淮地区南部、江淮、江汉、江南北部和西部，以及西南地区东部等地出现中到大雨，局地暴雨，累计降水量为10~ 50 mm，局地可达60~80 mm。

此次较强雨雪天气过程主要是受由高空槽引导的北方冷空气南下，以及南支槽加深东移配合副热带高压加强西伸的共同影响，高空短波槽与南支槽同位相叠加，偏南暖湿气流在槽前加强，配合低层的切变线发展，在长江中下游地区冷暖气流长时间交汇；在近地面，偏东气流形成冷垫，暖湿气流在低层冷垫上爬升，造成长江中下游地区出现持续的低温雨雪天气。

此次过程地面冷锋前沿位于华北中部至陕西北部，西北地区东南部到西南地区有低压倒槽发展，水汽沿低层东南气流向甘肃南部、陕西中南部输送，与北方冷空气交汇，随着北方地区地面冷锋向南推进，冷锋后西北地区、华北、东北等地相继出现小到中雪(张亚妮等, 2022；齐道日娜等, 2024)。在南方地区，随着南支槽的加深和东移，低空西南急流在槽前强迫作用下发展，建立了孟加拉湾经中南半岛至我国西南和江南北部的水汽通道，配合850 hPa形成暖式切变，西南地区、江汉、江淮、江南西部等地相继出现小到中雨。

地面冷锋推进到长江沿江一线后，低层850 hPa由前期暖式切变转为冷式切变，南方暖湿气流活跃、水汽充沛、850 hPa比湿较高，有利于雨雪天气的维持，强降水出现在切变线南侧。从雨雪相态转换看，由于冷暖空气在长江中下游地区长时间对峙，在850 hPa上，-4℃线南压较为缓慢，其以北地区降水相态以纯雪为主，降雪基本维持在长江以北地区，江汉、江淮、黄淮等地部分地区出现小到中雪或雨夹雪，局地有大雪。随着南支波动的移出，我国大部分地区转为高空偏北气流控制，本次雨雪冰冻天气结束。

5 雾-霾过程 5.1 概况

1月，尽管冷空气过程强度大，但过程频次较历史同期少，冷空气间歇期较长，出现长时间静稳天气，因此月内华北、黄淮等地分别在上旬前期(2—4日)、中旬前期(11—13日)出现2次雾-霾天气过程。其中11—13日过程具有持续时间长、污染重和能见度较低的特点。

5.2 2024年1月11—13日雾-霾天气过程

1月11—13日，受静稳天气影响，华北中南部、黄淮、江汉、江淮等地大气扩散条件较差，上述地区出现轻至中度霾，其中12—13日，河北中南部、河南中北部、山东中西部、陕西关中、安徽北部等地出现重度霾。13日起，受冷空气影响，华北、黄淮等地大气扩散条件逐渐好转，上述地区出现的轻至中度霾、局地重度霾逐渐自北向南减弱消散。

12—13日部分时段，华北中南部、黄淮地区、江淮东部地区以及四川盆地南部等地部分地区出现大雾天气，其中影响最重时段为13日早晨至上午，天津、河北中南部、河南中东部、山东、江苏、安徽北部、湖北中北部、四川盆地北部、湖南西部和南部、贵州东部、广西北部等地出现大雾天气，其中，河北中南部、山东北部和南部、江苏中北部、四川盆地北部、湖北北部、湖南西部、贵州东北部等地出现浓雾或强浓雾。

此次过程500 hPa高度场呈纬向环流(图 8)，等压线稀疏、气压梯度小，中东部地区无明显冷空气活动；925 hPa上华北中南部黄淮等地有暖脊发展；华北中南部、黄淮中西部主要受地面弱气压场控制，水平风速较小，大部分地区10 m风速低于3 m·s^-1，不利于水汽和污染物的水平扩散。地面有辐合线建立并稳定少动，水汽和污染物在辐合区汇集，大气扩散条件持续不利。

此次雾-霾天气过程部分时段华北、黄淮地区2 m相对湿度超过90%以上，接近饱和，850 hPa相对湿度低于70%，典型的“上干下湿”结构促进了夜间辐射降温；华北中南部、黄淮北部、江淮、江汉等地10 m风速在1~2 m·s^-1，弱扰动有利于水汽和污染物的积聚。与此同时, 区域的大范围污染带来的气溶胶作为雾的凝结核，对大雾生成也有促进作用。

此次过程华北中南部地区、黄淮地区出现稳定的逆温层结，华北黄淮混合层高度普遍不足800 m，更加稳定的大气层结使得水汽和污染物在近地层堆积，有利于雾-霾天气的发生和维持。大范围逆温、低层逆温和多层逆温减少了湍流混合，雾和霾出现互相影响，大气污染物作为雾滴的凝结核，改变了水汽的凝结特性、雾顶结构、地面和高空湿度分布，大雾天气中水汽凝结成水滴或冰晶悬浮在空气中，高浓度的水汽提升了大气边界层的稳定性，抑制了空气的垂直混合和对流运动，从而形成正反馈，易形成极端低能见度大雾和重度霾天气(马学款等，2017)。

11日，华北中南部、黄淮、江汉出现污染，地面辐合线东西走向且稳定少动，污染物在辐合线附近堆积，上述区域污染物开始积累，出现了轻至中度霾，其中湖北南部、湖南中北部、四川盆地南部等地出现重度霾。12日，京津冀区域边界层有西南风输送汇合通道，高浓度污染气团由南向北输送，黄淮西部、汾渭平原、华北中南部等地先后出现轻至中度霾，河北中南部沿山及河南等地出现重度霾，由于本地静稳积累和持续偏南风输送叠加以及地面辐合线的稳定少动，华北中南部、黄淮重污染天气维持。13日白天，出现弱冷空气，但冷空气主要影响陕西、河北等地，对华北南部、黄淮影响较弱，这主要是由于弱冷空气主体偏西、偏北，且在太行山地形影响下，使得冷空气清除效果不足，华北南部和黄淮西部霾天气维持；13日夜间，随着较强冷空气主体南下影响，华北中南部地面开始出现明显的系统性偏北风，污染通过重力沉降和水平扩散稀释作用快速清除，区域空气质量快速由重度污染转为良，能见度迅速升高，华北黄淮的污染得以全面清除，重污染雾-霾天气过程结束。