引言

2012年12月，我国气温偏低，降水偏多。与前期相比，亚洲中高纬大气环流经向度明显加大，冷空气活跃且强度偏强。受其影响，我国多地出现极端低温事件。南支槽波动频繁，副热带高压偏强位置偏西；月内出现多次明显降水过程，南方地区出现阴雨寡照天气。

1 天气概况 1.1 降水

2012年12月，全国平均降水量为17.6 mm，较常年同期(10.5 mm)偏多67.6%，其中内蒙古、新疆降水量为历史同期最大值(国家气候中心，2012)。西北大部、华北大部、黄淮西北部、西南大部、内蒙古大部及东北西部等地降水量不足10 mm，其中西南西部、西藏、青海、新疆、西北东部、内蒙古西部等地的部分地区无降水；江淮、江汉东部、江南大部、华南大部普遍在50 mm以上，其中江南中东部达150 mm以上；全国其余大部地区在10~50 mm之间(图 1)。

与常年同期相比，西北地区中西部、内蒙古大部、东北大部、华北大部、黄淮、江淮、江汉东部、江南大部、华南大部及西藏西北部等地降水量偏多3成至2倍，其中华北东部及山东大部、新疆中东部和西南部等地偏多2倍以上；西南大部、西北地区东南部等地一般偏少3~8成，其中云南大部、四川西南部、西藏中南部等地偏少8成以上；全国其余大部地区接近常年(图 2)。

1.2 气温

2012年12月，全国平均气温-4.4℃，较常年同期(-3.2℃)偏低1.2℃，与2005年并列为近27年来最低，其中北京平均气温为历史同期最低值(国家气候中心，2012)。空间分布上，华南北部及其以北大部地区、贵州东部、新疆中北部等地气温普遍较常年同期偏低1℃以上，其中东北大部、华北大部、黄淮北部及内蒙古中东部、新疆中北部偏低2℃以上，东北中部、内蒙古东部及新疆北部部分地区偏低超过4℃；西藏大部、青海南部、云南南部和海南等地气温偏高1~2℃，局部偏高2℃以上；全国其余大部地区气温接近常年(图 3)。

2 环流特征和演变

图 4给出了2012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 极涡呈单极型分布，中高纬环流经向度大

北半球极涡呈单极型分布，512 dagpm的环流中心位于北极圈内，范围小于常年同期，位置略偏向亚洲东部。乌拉尔山附近有明显的高压脊存在，从距平场上也可以看到该地区正距平中心高达16 dagpm。东亚大槽较历史同期偏强，槽底南伸至黄淮流域。受其影响，我国北方大部地区在高度场上均表现为负距平。高压脊的存在有利于冷空气堆积，东亚大槽槽后偏北气流有利于引导冷空气南下。在两者的共同作用下，12月冷空气频繁侵入我国，影响范围广，降温幅度大，全国平均气温明显偏低。

2.2 南支槽活跃，副高偏强

从高度场上可以看到，南支槽位于90°E附近，接近常年平均值，且东移相对频繁。副热带高压脊点西伸至121°E，与历史同期相比明显偏西。副高西侧西南气流与南支槽前气流相叠加，为水汽的输送和抬升提供了有利条件。南方暖湿气流与北方南下冷空气相互作用，给我国带来多次明显降水过程。

2.3 环流演变与我国天气

图 5给出了12月上、中、下旬欧亚地区500 hPa大气环流发展演变的三个时段的平均高度场及距平场。整体上看，亚洲中高纬高度场呈现出西高东低的特征，环流经向度较大，有利于引导冷空气南下。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。乌拉尔山附近有高压脊维持，与常年同期相比表现为明显的正距平。我国中东部地区处于东亚大槽的控制之下，低槽中心形成了强度为520 dagpm的切断低涡。受其影响，北方地区在高度场上表现为负距平，气温较常年偏低。在这种环流背景下，冷空气一般沿偏西路径侵入我国，强度偏弱，影响范围偏北。南支槽位于60°E，槽前西南气流主要影响印度半岛及青藏高原南部。南支锋区在华南表现为偏北气流，加之副热带高压位置偏东(西脊点位于130°E附近)，不利于水汽向陆地的输送，因此上旬南方地区没有出现持续性的阴雨雪天气。

中旬(图 5b)，乌拉尔山高压脊继续增强，欧亚大陆中高纬形成阻塞高压—切断低压的环流形势，十分有利于冷空气的积累和爆发(朱乾根等，2000)。位于巴尔喀什湖以北的低涡中不断有小股冷空气分裂东移，受其影响，新疆北部多降雪过程，平均气温较常年同期偏低。在横槽前部弱高压脊的控制下，我国西北地区东部及青藏高原北部降水偏少，气温偏高。与中高纬明显的经向型环流不同，南支气流较为平直，无明显的南支槽。副热带高压增强，西脊点西伸至110°E左右，脊线在15°N附近，整体呈带状分布。由于南支槽偏弱，来自孟加拉湾的水汽无法通过西南气流向我国输送，加之副热带高压切断了南海的水汽来源，华南地区降水偏少，气温偏高。

下旬(图 5c)，环流形势有明显调整。乌拉尔山阻塞高压消失，欧洲东部至亚洲中部为一宽广的脊区。与中旬相比，脊前气流的偏北分量加大，有利于冷空气从西伯利亚经过更短的路径、以更快的速度南下影响我国。在冷空气作用下，东亚大槽再次增强，其中心切断低涡强度达到504 dagpm，亚洲东部出现大范围的负距平区。在环流形势调整的过程中，20—24日及28—31日有两次冷空气过程先后影响我国，我国中东部大部分地区气温均低于常年同期。从低纬度环流场来看，90°E附近有弱的南支槽，有利于将孟加拉湾的水汽向我国南方地区输送，给该地区带来持续的阴雨雪天气。副热带高压再次东退，西脊点回归至130°E附近。

3 冷空气活动 3.1 概况

本月共有5次明显的冷空气活动(表 1)，均通过偏西或偏西北路径侵袭我国。根据冷空气划分标准，除5—8日的过程主要影响北方地区外，其余4次均为全国范围的冷空气过程，其中20—24日的过程达到强冷空气的标准。与常年同期相比(张恒德等，2011；樊利强，2012)，过程明显偏多，强度偏强。

3.2 12月20—24日冷空气过程

此次过程为全国范围的强冷空气过程，东北地区达到寒潮标准。在冷空气影响下，全国大部地区出现入冬以来的最低气温，新疆北部、内蒙古中东部、东北大部、华南南部等地降温幅度超过10℃，局地降温超过14℃。北方多个气象观测站最低气温突破建站以来12月最低值(国家气候中心，2012)。同时，北方大部、华南东部等地普遍出现4~6级偏北风，山东中部出现大到暴雪，江南东部出现大雨。

如图 6a所示，从冷空气爆发前的500 hPa平均高度场来看，极涡中心强度偏强，中心值达504 dagpm。乌拉尔山附近有高压脊稳定维持，脊前偏北气流不断引导极涡中心的冷空气渗透南下，在脊前横槽中堆积，形成低于-40℃的低温中心。20日08时(图略)，横槽转竖东移，开始影响新疆北部；地面冷高压中心位于巴尔喀什湖以西，中心强度超过1065 hPa；高压前冷锋压至天山地区，北疆地区出现6~8℃降温。副热带高压西脊点位于120°E附近，高压北侧低空有西南急流发展，与不断东移发展的南支槽相配合，给我国中东部地区带来大范围雨雪天气。随后，西风槽缓慢东移，至22日08时(图 6b)，高空冷中心位于蒙古国东部，中心强度维持在-44℃。温度槽稍落后于高度槽，槽后有较明显冷平流，说明低槽仍将进一步发展。在冷空气作用下，地面高压缓慢东移并逐渐加强，中心位于贝加尔湖以西，地面观测到1080 hPa以上的气压值。冷锋前沿已抵达华南沿海，并在华南大部造成6~10℃的降温。同时，在内蒙古东部至西北地区东部有冷空气补充南下，形成一条副冷锋。我国中东部大部受冷高压控制，降水明显减弱。到23日08时(图略)，高空槽东移至东北东部，北方地区基本处于槽后高压脊控制之下，天气晴好。地面高压中心南落至内蒙古中部，在高压前冷空气的作用下，东北和华北大部持续降温，降幅达6~8℃，同时伴有4~6级偏北风。24日之后，随着西风槽逐渐移出我国，地面高压中心不断南下减弱，地面气温开始回升，本次冷空气过程结束。

3.3 12月28—31日冷空气过程

本次过程为全国中等、北方强冷空气过程，其中东北地区降温达到寒潮标准。长江以南地区降温明显，局地降幅超过15℃。贵州、江西、湖南等地出现明显冻雨天气。

从形势场上看，本次冷空气过程为低槽东移型。28日08时，500 hPa高度场以经向型环流为主，新疆以西有高压脊发展，脊前低槽携西伯利亚冷空气沿西北路径侵入我国。温度场上，沿祁连山区有明显锋区，温度槽落后于高度场，槽后冷平流明显。地面高压中心位于贝加尔湖以西，中心强度达1060 hPa。随后低槽迅速东移并不断加深，至29日20时，500 hPa上东北地区出现冷涡，温度场上观测到-44℃的闭合等值线。低层冷空气的影响路径主要分为两支，一支沿高空槽后向华北和东北地区推进，一支沿高原东侧南下，给西南地区造成明显降温天气。地面上，东北地区有锋面气旋发展，锋后出现4~6级偏北大风，并伴有持续降温。31日后，随着高空低槽主体逐渐东移出我国，本次冷空气过程基本结束(图略)。

4 主要降水过程 4.1 概况

在西风槽、南支槽、低空切变及西南急流等天气系统的共同作用下，本月共出现4次明显降水过程(表 2)。北方部分地区遭受雪灾；雨雪分界线南压至华南北部，江南、华南等地多阴雨寡照天气，贵州、湖南、江西等省份出现冻雨。

4.2 12月26—30日降水天气过程分析

12月26—30日，我国中东部地区出现明显降水过程。其中，长江以北地区以降雪为主，安徽南部部分地区积雪深度达5~16 cm。长江以南地区以雨或雨夹雪天气为主，降水量一般有10~25 mm，其中江南中东部、海南中部部分地区过程降水量超过50 mm(图 7)。

本次降水过程是北方冷空气与西南暖湿气流共同作用的结果，降水范围经历了南—北—南的演变过程。26日08时(图 8a)，在东移高原槽和南支槽的共同作用下，500 hPa高度上我国南方地区位于槽前西南气流中，低层850 hPa有暖式切变存在，并伴有中心值达-3.0 Pa·s^-1的上升运动区；同时，850 hPa上南方大部地区相对湿度均在80%以上。在有利的动力抬升和水汽条件的共同作用下，淮河以南地区出现了明显降水。至28日08时(图 8b)，南支槽东移，低层西南气流进一步加强，在江南地区出现12 m·s^-1的低空急流。同时北方冷空气南下，冷暖气流交汇于华北西部，形成明显的低空切变。在切变前部偏南风的作用下，东北南部及华北大部明显增湿，形成相对湿度80%以上的高湿区。随着该切变的东移，华北、东北地区均出现了小到中雪的天气。此后，高空低涡东移，冷空气南下，低空切变南压至江南地区，主要降水区重新回到江南和华南。30日以后，随着冷空气进一步地向南推进，我国被槽后西北气流控制，本次降水过程结束。