引言

2014年1月，北半球极涡呈偶极型分布，位置较常年同期明显偏南；欧亚中高纬环流经向度较小，冷空气势力较弱，全国大部地区平均气温持续偏高。南支槽平均位置位于70°E附近，位置较常年同期明显偏西；同时，副热带高压(以下简称副高)较常年同期略偏弱，中东部大部地区平均降水量较常年同期明显偏少。月内，新疆北部出现了两次强降雪过程，部分地区出现暴雪到大暴雪；北方冬麦区降水偏少，气象干旱持续；南方地区出现低温雨雪天气；由于冷空气势力较弱，中东部地区雾或霾天气频发，与常年同期相比，我国中东部大部地区霾日数偏多10 d以上(国家气候中心，2014)。

1 天气概况 1.1 降水

2014年1月，全国平均降水量为6.2 mm，较常年同期(13.2 mm)偏少53.0%，为1987年来历史同期最小值(国家气候中心，2014)。除江南、江淮、江汉大部以及重庆、贵州东部和北部、广西北部、新疆北部等地降水量在10~50 mm，局地超过50 mm外，全国其余大部地区不足10 mm，其中华北、西北大部及内蒙古中西部、山东西部、河南北部、西藏中部和北部、广东大部、海南北部等地基本无降水(图 1)。

与常年同期相比，除新疆北部、内蒙古东北部及黑龙江、辽宁、四川、重庆等地的局部地区的降水较常年同期偏多5成至2倍外，全国其余大部地区普遍偏少5~8成，其中西北大部、华北大部、黄淮北部、华南大部及江西南部、云南西部、内蒙古中西部、西藏中南部等地偏少8成以上(图 2)。月内，华南地区平均降水量仅3.7 mm，较常年同期(44.3 mm)偏少91.6%，为1951年来历史同期最少(国家气候中心，2014)。

1.2 气温

2014年1月，全国平均气温为-3.4℃，较常年同期(-5.0℃)偏高1.6℃，仅低于2002年(-3.2℃)，是1961年以来历史同期第二高值(国家气候中心，2014)。除黑龙江大部、海南南部等地气温偏低1~2℃，局地偏低2℃以上外，全国其余大部地区气温接近常年同期或偏高，其中华北、东北地区南部、西北地区东北部、黄淮、江淮、江汉大部及内蒙古大部、湖南、江西西北部、贵州中东部等地气温偏高2~5℃，内蒙古局地偏高5℃以上(图 3)。

2 环流特征和演变

2014年1月北半球环流形势较之2013年12月有明显调整(吕梦瑶等，2014)。图 4给出了2014年1月500 hPa平均位势高度及距平场，本月北半球环流形势有以下主要特点。

2.1 环流特征

北半球极涡呈偶极型分布，东、西半球极涡分别位于欧亚大陆东北部、加拿大北部，极涡中心值均低于504 dagpm(图 4a)。西西伯利亚、中西伯利亚以及远东地区为明显的负距平，负距平中心值达到-8 dagpm，表明东半球极涡位置较常年同期明显偏南，强度偏强(图 4b)。中高纬环流呈5波型，欧亚大陆有3个大槽，分别位于西欧、西西伯利亚西部和东亚，东亚大槽附近为0~4 dagpm的正距平区，表明东亚大槽较常年同期偏弱。此外，亚洲中高纬处于较平直的西风环流控制，距平场上，高纬和中纬地区分别为负距平和正距平，表明亚洲锋区位置偏北，中高纬环流经向度较常年偏小，不利于引导冷空气南下，从而月内冷空气活动较少、强度较弱，由此导致我国大部地区气温较常年同期偏高。西太平洋副高脊线位于25°N附近，西伸脊点位于150°E附近，强度较常年同期略偏弱。南支槽平均位置位于70°E附近，较常年同期(80°E)明显偏西，不利于水汽向我国输送，对应我国中东部大部地区降水较常年同期偏少的天气特征。

2.2 环流演变与我国天气

图 5给出了1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。上旬(图 5a)，欧亚大陆中西部受弱高压脊控制，西西伯利亚北部至远东地区受低涡系统控制，低涡中心位于贝加尔湖北侧，强度达504 dagpm，我国中东部地区处于西北气流的控制中，有利于引导冷空气东移南下影响我国，旬内出现一次全国范围中等强度冷空气过程。低纬地区，南支槽较为平直，南支锋区在我国南方地区表现为偏西气流，加之副高位置偏东，不利于水汽向南方地区的输送。

中旬(图 5b)，欧洲西部和亚洲大陆北部受高压脊控制，其中欧洲西部高压脊北侧挪威海附近形成一阻塞高压，欧洲东部受低槽影响，并在乌拉尔山以西形成一切断低涡。欧亚中高纬多槽脊活动，新疆北部和东北地区分别受低槽和低涡影响，多降雪天气。低纬地区，南支波动频繁东移，加强了来自孟加拉湾的暖湿气流向我国西南地区的输送，副高东退减弱，不利于西太平洋向江南和华南的水汽输送，因此，西南地区降水较上旬有所增加，江南和华南降水仍较常年同期偏少。由于中旬我国中东部上空处于弱脊或平直的西风带中，无明显槽脊活动，且海平面气压梯度力小，地面风速较小，在静稳天气形势下，大气水平和垂直扩散能力均较弱，故旬内我国中东部地区出现大范围的雾和霾天气。

下旬(图 5c)，欧洲西部高压脊与挪威海附近阻塞高压合并，在欧洲中北部形成稳定强大的阻塞高压，与中旬相比，阻塞高压东移南压，范围增大，强度增强。同时，亚洲大陆高纬地区受宽广的低涡系统控制，低涡中心位于鄂霍茨克海北侧，低涡中心值达496 dagpm。新疆北部、内蒙古东北部和东北地区北部分别受东移低槽、低涡影响，多降雪天气。由于低涡系统位置偏北，我国大部地区受弱高压脊控制，冷空气活动较弱，旬内温度距平较常年同期明显偏高。低纬地区，南支槽不活跃，加之副高继续减弱，我国南方地区水汽输送较弱，降水持续偏少。

3 冷空气活动

从西风指数的演变(图 6)可以看到，1月1—10日，西风指数逐渐减小，11—25日，西风指数逐渐增大，其中，7—17日，西风指数较常年同期偏小，18日开始西风指数较常年同期明显偏大，表明7—17日欧亚中高纬地区环流以经向型为主，1月全国范围的冷空气过程主要有一次，发生在7—11日，是一次全国范围中等强度的冷空气；18—31日欧亚中高纬地区环流以纬向型为主，冷空气活动较少，强度较弱，因此我国中东部大部地区气温较常年同期明显偏高(李勇，2012)。7—11日，全国大部地区气温普遍下降4~8℃，其中内蒙古东部、东北地区和华北西南部局地降温达10~12℃；在冷空气过程中，长江中下游及以北地区先后出现4~6级偏北风，东部和南部海区有6~8级、阵风9级的大风。伴随此次冷空气东移南下以及后期弱冷空气向南方地区的渗透，我国中东部地区出现了一次明显的雨雪天气过程。

根据天气形势的演变特点，此次冷空气过程为低槽东移型(朱乾根等，2007)。7—11日，中西伯利亚北部至远东地区受一强大的低涡系统控制，低涡在缓慢东移过程中逐渐增强，低涡南部高空槽随之东移发展(图略)。7日，低涡中心位于中西伯利亚北部，低涡南侧贝加尔湖附近存在一个-48℃的冷中心，温度槽落后于高度槽；地面气压场上1025 hPa线位于华北地区南部和西北地区东南部；850 hPa等压面上，我国长江以北地区受偏北风控制，在江淮、江汉地区存在明显的切变线，且长江以北地区均为冷平流区，其中西北地区东北部、内蒙古、东北、华北以及西南地区东部冷平流达-5×10^-5 K·s^-1，冷平流最大值位于内蒙古与吉林交界处，中心值达-20×10^-5 K·s^-1(图 7)；8—9日，低涡东移过程中范围扩大，并转为西北—东南方向分布，同时，500 hPa等压面上-48℃冷中心范围扩大，位置逐渐与低涡中心重合，此时东亚大槽生成，我国中东部大部受槽后西北气流控制；地面气压场上，1025 hPa线迅速南压至江南东部和华南北部；850 hPa等压面上，我国中东部大部地区均受偏北风控制，且为冷平流区，其中8日华北中东部、黄淮、江淮、江汉、江南以及华南北部冷平流达-5×10^-5 K·s^-1，冷平流最大值已东移出海(图略)。10—11日，东亚大槽东移出海，我国中东部大部气流较为平直，此次冷空气过程趋于减弱结束。

4 主要降水过程 4.1 概况

2014年1月，我国的主要降水过程有4次(表 1)。值得关注的是10—13日北方弱冷空气南下，南支槽东移，配合低层切变线和滇黔静止锋，造成我国南方地区出现低温雨雪天气过程。

4.2 1月10—13日我国南方地区低温雨雪天气过程分析

1月6—13日，我国江淮、江汉、江南、华南北部和西南地区东部等地出现低温雨雪天气，上述大部地区累计降水量有10~30 mm，局地超过30 mm。前期主要以降雨为主；10—13日，四川南部、云南中东部、贵州西北部、湖北西北部等地出现冻雨、雨夹雪或降雪。伴随雨雪天气，南方地区出现明显降温，降温幅度普遍在5~8℃，其中广西大部、云南东部、贵州南部等地达8~12℃，云南、贵州局地超过12℃(国家气候中心，2014)。

10日08时，在500 hPa等压面上，鄂霍茨克海附近地区存在一个大的低涡系统，巴尔喀什湖北部存在弱的高压脊，40°N附近的中纬度锋区上有短波槽脊活动。11—13日，鄂霍茨克海附近低涡系统稳定维持，其后部有持续不断的冷空气向南侵袭。另一方面，南支槽也逐渐加强，南支锋区上多短波活动。南支槽前850 hPa上的西南暖湿气流也异常强盛，广西中东部出现了最大风速中心超过16 m·s^-1的低空急流。南风气流控制下的华南、江南南部持续增温增湿，850 hPa相对湿度在70%以上(图 8)。随着冷空气的南下，江南南部、华南北部的低空锋区显著增强，滇黔静止锋稳定维持，西南地区东部自东向西出现-6~-2℃的地面24 h变温，出现最大地面24 h变温后的地区仍维持低温。从假相当位温图上(图 9)上可以清晰地看到在江南地区有一个梯度大值区，位温值在295~310 K之间。可见，无论是动力还是热力条件均有利于我国南方地区出现降水(关月等，2013)。

5 雾霾天气 5.1 概况

2014年1月，我国中东部大部地区出现雾或霾天气，全国平均雾日2.2 d，较常年同期(2.0 d)略偏多；全国平均霾日11.7 d，较常年同期明显偏多。华北东南部、黄淮大部、江淮大部、江南东北部、四川盆地及湖北东部等地雾日数为5~10 d，其中重庆中部、江苏中部部分地区超过10 d。与常年同期相比，黄淮大部、江淮大部以及重庆等地雾日数偏多3~5 d，其中江淮东部以及重庆中部等地偏多5 d以上；全国其余大部地区接近常年或偏少。我国中东部大部地区霾日数在10 d以上，其中黄淮大部、江淮东部、江南中东部以及河北西部、山西南部、北京、广西东部等地超过20 d。与常年同期相比，我国中东部大部地区霾日数偏多10 d以上(国家气候中心，2014)。

5.2 1月13—19日中东部地区大范围雾霾天气过程分析

1月13—19日，我国中东部大部地区出现了一次持续时间长，影响范围广且强度强的雾霾天气过程。1月13—19日，我国华北中南部、黄淮、江淮、江汉、西南地区东部、江南和华南出现大雾，其中华北南部、西南地区东部、江南南部和华南北部局地出现能见度不足500 m的浓雾。此外，1月16—19日，我国西北地区东部、华北、黄淮、江淮、江汉、西南地区东部和江南北部出现中度霾，局地重度霾。

从这次雾霾天气过程500 hPa环流形势来看(图略)，1月13—19日，乌拉尔山附近的切断低涡在缓慢东移过程中逐渐加强；来自拉普捷夫海的低涡冷空气较频繁，但强度较弱，影响范围偏北，当其南下至中西伯利亚地区时就迅速减弱成短波槽东移；同时，鄂霍茨克海一带受低值系统控制，乌拉尔山附近切断低涡至鄂霍茨克海附近低涡间的环流较为平直，我国新疆北部、内蒙古和东北地区多短波槽脊活动。我国中东部上空处于弱脊或平直的西风带中，无明显槽脊活动，副高呈块状分布，西伸脊点位于160°E附近，南支锋区较为平直，且除东南沿海地区外，全国均为500 hPa位势高度正距平区。地面高压主体位于贝加尔湖西南侧，冷空气活动较弱，我国中东部大部地区位于冷高压前部的均压场中，气压梯度较小(图略)。环流形势有利于雾霾天气的发生和维持。

1月13—19日，四川东部、重庆南部及贵州西部地面2 m相对湿度在70%以上，以雾为主；江南和华南地面2 m相对湿度由70%以下转为40%以下，PM_2.5浓度逐步上升，由雾转霾；华北西部和北部、黄淮、江淮和江汉地区地面2 m相对湿度在60%以下，PM_2.5浓度一般在100~150 μg·m^-3，局地在250 μg·m^-3以上，以霾为主。此外，我国中东部大部地区混合层高度多在1.2 km以下，加上近地层风速维持0~2 m·s^-1(图 10)，地面水平通风系数小，综合垂直交换系数为-9~-3。综合以上分析，在静稳天气形势下，大气水平和垂直扩散能力均较弱，13—19日我国中东部地区出现大范围雾霾天气(关月，2013)。19日夜间，由于弱冷空气南下，我国长江以北地区综合垂直交换系数由负转正，大气扩散能力增强，雾霾天气自北向南逐渐减弱趋于消散。

致谢：感谢国家气象中心杨琨提供的降水量、降水距平和温度距平资料。