1 天气概况 1.1 降水

2024年12月，全国平均降水量为5.3 mm，较常年同期(11.9 mm)偏少55.5%(图 1)，在1961年以来同期降水量中位列第五低(国家气候中心，2024)。从降水量空间分布来看，全国大部地区降水稀少，降水量普遍不足5 mm，仅新疆西北部、西南地区东部、江南西部和北部、山东半岛北部、黑龙江北部等地达10 mm以上。与常年同期相比(图 2)，全国大部地区降水量较常年同期偏少2~8成，其中，青海西部、西藏中部、内蒙古东南部、东北地区中南部、华北东部、黄淮大部、江淮东部、江南东南部、华南大部、西南地区中西部等地偏少8成以上，导致江南、华南等地部分地区气象干旱发展，江西、福建、广东、广西等地月内出现中到重旱；西北地区中东部、西南地区东部、西藏西部、新疆中部、黑龙江西部、内蒙古西部和东北部等地降水量较常年同期偏多；全国有15个国家气象观测站日降水量突破月极值，其中新疆温泉(16.1 mm)和博乐(14.6 mm)突破季极值(国家气候中心，2024)。

1.2 气温

2024年12月，全国平均气温为－2.9℃，较常年同期(－3.0℃)略偏高。月内气温呈“前暖后冷”变化，上旬全国大部地区气温偏高，中旬和下旬转为偏低。从月平均气温距平分布看(图 3)，气温偏高的区域主要集中在青藏高原和东北地区，青海南部、西藏、川西高原、云南中西部以及内蒙古中东部、黑龙江西部和南部、吉林、辽宁、华北东部等地，气温普遍偏高1~2℃，其中内蒙古中东部、吉林西部、辽宁西北部和川西高原偏高2~4℃，黑龙江西部局地偏高4~6℃。全国其余大部地区气温接近常年同期或偏低，其中新疆大部、青海北部、甘肃西部、宁夏、内蒙古西部和贵州西部等地偏低1~2℃，新疆、甘肃局部偏低2~4℃。全国仅1个国家级气象观测站日最低气温达到极端事件标准，甘肃肃北最低气温(－26.2℃)突破该站日最低气温历史极值；共3个国家级气象观测站日降温幅度达到极端事件标准，分别为甘肃徽县(11.0℃)、陕西凤县(10.6℃)、四川木里(9.0℃)(国家气候中心，2024)。

2 环流特征及演变 2.1 环流特征

图 4为2024年12月北半球500 hPa平均位势高度场及距平场的空间分布，与常年同期相比，北半球环流形势呈现出以下关键特征。

2.1.1 极涡呈偶极型分布，欧亚中高纬呈“两槽一脊”型分布

如图 4a所示，12月北半球极涡呈偶极型分布，两个极涡中心分别位于格陵兰岛和法兰约瑟夫地群岛东部，中心值均低于508 dagpm。从距平场(图 4b)来看，偏向亚洲的极涡中心处于负距平区，对应距平中心达-12 dagpm，强度较常年同期显著偏强，有利于冷空气沿东路影响我国。欧亚中高纬呈现“两槽一脊”型环流分布，其中两槽分别位于西西伯利亚和鄂霍次克海地区；高压脊位于贝加尔湖地区。我国中高纬高空盛行西北偏西气流，水汽条件差，冷空气较为活跃，但总体势力不强，导致月内我国中东部地区雨雪稀少，北京、天津、辽宁降雪日数为1961年以来历史同期最少。

2.1.2 南支槽偏弱，西太平洋副热带高压偏西

12月，南支槽较为平直，槽区受位势高度正距平控制，强度明显偏弱。西太平洋副热带高压西伸脊点位于95°E附近，相较于常年同期位置异常偏西，且强度偏强，面积偏大，不利于水汽向我国南方地区输送，长江以南大部地区为位势高度正距平区，导致月内西藏、西南、江南、华南地区等地降水量较常年同期显著偏少，气象干旱发展。

2.2 环流演变与我国天气

12月上、中、下旬欧亚地区500 hPa平均高度场如图 5所示，具体演变如下：

上旬(图 5a)，亚欧中高纬环流为“两槽两脊”型，我国中高纬为“西高东低”的环流形势，北支锋区较为平直，高空盛行西北偏西气流。在这种环流背景下，影响我国的冷空气较为活跃，但总体势力较弱，全国大部地区气温较常年同期偏高。12月2—3日，受强盛的东北冷涡(中心值为504 dagpm)及其后部冷空气影响，我国北方地区出现一次强冷空气活动，东北大部、华北北部及内蒙古东部、山东半岛等地出现5~10℃降温，局地超过10℃；内蒙古东部、东北地区北部和东部、新疆北部出现降雪，其中黑龙江东北部、内蒙古东北部、新疆西北部出现大到暴雪，新疆温泉和博乐的降雪量突破历史同期极值。在冷空气间歇期，5—7日，受近地面高湿、逆温层结影响，华北南部、黄淮、江淮、江汉等地出现大雾天气，局地出现能见度不足50 m的特强浓雾, 部分地区出现轻至中度霾。

中旬(图 5b)，亚欧中高纬环流呈“两槽一脊”型，环流经向度较上旬加大，冷空气势力加强。我国中高纬度盛行西北气流，有利于冷空气向南侵袭，全国大部地区气温较常年同期偏低1℃以上，新疆、甘肃中西部、内蒙古西部、贵州西部、江西、浙江南部、福建等地气温较往年同期偏低2℃以上，新疆局地偏低4℃以上。南支槽区呈现反位相，不利于孟加拉湾暖湿气流向我国输送，导致我国东部和南部地区降水普遍偏少8成以上。

下旬(图 5c)，贝加尔湖地区高压脊向北发展加强，极涡向北收缩，欧亚中高纬冷空气势力偏北，强度偏弱。我国中高纬环流为纬向多波动型，高空盛行西北偏西气流，水汽条件差，全国大部地区受位势高度正距平控制，南支槽偏弱，不利于水汽输送，下旬全国降水更为稀少，大部地区降水都偏少8成以上。气温由中旬偏冷转为接近常年同期或略偏高，但仍低于上旬。由于我国南方降水持续偏少，气温相对较高，导致江南、华南等地气象干旱发展。12月28—29日，受西伯利亚强大冷高压分裂冷空气东移影响，且伴随东亚大槽东路扩散冷空气叠加影响，出现了一次全国范围的强冷空气过程，甘肃东部、陕西中部和南部、山西南部、黑龙江西部、江汉、江南、华南东部等地出现5~12℃降温；受冷空气大风影响，甘肃西部、内蒙古中西部、宁夏北部、山西北部、河北西北部等地出现扬沙或浮尘天气。

3 冷空气活动 3.1 概况

依据中央气象台冷空气划分标准，12月有4次冷空气过程影响我国(表 1)。与历史同期相比(尤媛等，2022；王继康等，2023；徐冉等，2024)，冷空气总次数较2021年(3次)和2022年(3次)略偏多，但显著少于2023年(6次)。其中，2—3日为北方强冷空气过程，28—29日为全国型强冷空气过程。

3.2 12月28—29日强冷空气过程分析

12月28—29日，我国出现一次强冷空气过程。受其影响，甘肃东部、陕西中部和南部、山西南部、黑龙江西部、江汉、江南、华南东部等地出现5~12℃降温，部分地区降温超过12℃。西藏、青海西部及南部、甘肃东部等地部分地区出现小到中雪，西藏西南部部分地区降雪量超过10 mm。

从500 hPa位势高度场和地面气压场的演变(图略)来看，西伯利亚冷高压异常强盛，中心气压超过1072.5 hPa，高压中心不断分裂冷空气，配合西风槽引导冷空气东移南下并与东亚大槽扩散冷空气叠加，导致了本次冷空气过程。具体来看，25日，蒙古国南部有切断冷涡活动，冷空气不断积聚。26日，低涡填塞，形成东西向横槽，其位于新疆北部，冷空气前锋则位于内蒙古东部。27日，横槽东移转竖，引导西伯利亚强冷空气快速向南爆发，地面冷锋推进到华北南部、黄淮西部，我国西北地区、东北、华北等地气温下降。与此同时东亚大槽扩散冷空气的前锋推进到华南，形成准静止锋。28日，西路冷空气越过秦岭，向南一直推进至华南北部，与东路冷空气合并，叠加影响江南、华南(图 6)。受冷空气影响，陕西中南部、湖北、江西北部、湖南中部、浙江南部、福建等地出现5~10℃降温，陕西中部局地降温超过12℃。29日，南支槽开始发展东移，在水汽输送和动力抬升作用影响下，西藏南部和东部、青海东南部出现小到中雪，部分地区出现暴雪。此时，地面冷高压控制长江中下游地区，夜间辐射降温强，0℃线南推到江南南部，其中，湖南、江西、福建北部最低气温降至-4~-2℃。30日，冷空气东移入海，我国中东部地区气温逐渐回暖，冷空气影响基本结束。

4 沙尘天气 4.1 概况

12月下旬冷空气活动较为频繁，内蒙古和我国西北大部地区降水较常年同期明显偏少、气候干燥，地表植被覆盖度低，有利于沙尘天气的发生(衣娜娜等，2024)。月内共发生1次程度较弱的沙尘天气：28—30日，甘肃西部、内蒙古中西部、宁夏北部、山西北部、河北西北部等地出现扬沙或浮尘天气。

4.2 12月28—30日沙尘天气

12月28日，内蒙古地区位于高空高压脊前、槽后及地面冷高压前部的等压线密集带，气压梯度较大(图 7)。冷锋附近风力增强，冷空气自西向东影响甘肃北部、内蒙古中西部的沙源地，并伴随出现6~7级的大风、阵风8~10级(图 8)，28日下午，甘肃西部、内蒙古中西部等地出现沙尘天气。28日夜间，甘肃西部地区部分站点能见度低至1~3 km，PM₁₀质量浓度超过600 μg·m^－3。

29日，冷高压继续东移南下，沙尘在西北风的作用下传输至下游并沉降，导致内蒙古中西部、山西北部、河北西北部等地的地面PM₁₀质量浓度升高，水平能见度降低，内蒙古中部地区部分站点PM₁₀质量浓度超过500 μg·m^－3。

30日，随着东部大部地区的气压梯度明显减弱，地面风速减小，但甘肃西部、内蒙古中西部、河北北部等地部分地区仍有4~6级风。受上游传输影响，内蒙古中部、山西北部等地PM₁₀质量浓度超过350 μg·m^－3，出现重度污染。本次沙尘天气主要是蒙古高压系统配合高空槽后西北风，将沙源地地表沙尘向东南方向推进，因此其影响范围主要集中于我国北方地区，影响程度相对较弱。31日白天，沙尘天气逐渐减弱至结束。

5 雾-霾过程 5.1 概况

12月，受频繁冷空气影响，我国大部地区大气扩散条件总体较好，较少出现大范围持续性的雾、霾天气。仅在5—7日，河北南部、山东西部和南部、河南中东部、安徽、江苏、浙江北部、湖北中东部等地出现了大雾天气，山东、河南、安徽、湖北局地出现能见度不足50 m的特强浓雾，上述部分地区伴随轻至中度霾天气。

5.2 12月5—7日雾-霾天气过程分析

12月5—7日，受近地面弱风、高湿和逆温层结影响，我国华北南部、黄淮、江淮、江汉等地出现了较强大雾过程，其中山东、河南、安徽、湖北局地出现能见度不足50 m的特强浓雾，部分地区伴随霾天气。从大尺度环流背景来看，5—7日我国华北、黄淮等地地面受均压场控制，水平风速较小，不利于水汽和污染物扩散(图 9)。500 hPa受高空槽后西北气流控制，有利于夜间地面辐射降温，形成逆温层结合促进水汽饱和，湿空气在冷的下垫面爬升，有利于辐射雾的形成。逆温结构进一步增强了大气层结的稳定性，阻碍了污染物的扩散。

具体分析此次大雾天气过程，前期低层有偏南暖湿气流输送水汽，促进了水汽在华北、黄淮、江淮、江汉等地汇聚。5日05时，河南东部、山东西部、安徽等地的2 m相对湿度接近饱和状态。同时，大气层结稳定，逆温层限制了近地面水汽和污染物的垂直扩散，促使它们在近地面层集中累积，进而形成雾-霾天气(张恒德等，2016)。5日早晨至上午时段，河北南部、河南东部和南部、山东西部、安徽中北部、江苏西北部、湖北中部、重庆西部、新疆北部等地的部分地区出现大雾，局地能见度低于200 m。其次，华北南部、黄淮、江淮、西南地区东部等地风力较弱，主要以1~ 2 m·s^－1的弱风或静风为主，延长了水汽和污染物在近地面的停留时间，有利于雾的维持，加之850 hPa晴空少云，有利于夜间长波辐射降温，促进逆温层结的形成和近地面水汽快速达饱和，使得6日早晨至上午，山东西南部、安徽北部、河南东部、江苏西北部、重庆西部等地的部分地区持续大雾天气，其中，山东西南部、安徽北部等地能见度低于200 m。上述过程期间，由于较高的相对湿度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，导致华北中南部、黄淮中西部、江淮西部等地PM_2.5质量浓度出现了明显升高，其中河南北部、山东西部、安徽北部等地的部分地区PM_2.5峰值浓度均超过150 μg·m^－3，达到重度污染等级。受静稳天气的持续影响，7日，山东西南部、安徽东部、江苏等地出现大雾天气，部分地区能见度低于200 m。此外在上游传输影响下，上述地区PM_2.5质量浓度超过115 μg·m^－3, 达到中度污染等级。其中江苏南部的部分地区PM_2.5峰值浓度均超过150 μg·m^－3，达到重度污染等级。直至8日受冷空气影响，雾-霾天气逐渐消散，此次过程结束。