图2 给出本次过程的平均环流形势场。500 hPa平均高度场上，亚洲中高纬度为一槽一脊型，乌拉尔山附近为一高压脊，鄂霍次克海以西有一冷涡，冷涡后部有一槽。华北、华东地区为纬向偏西气流，山东附近温度平流较弱。副热带高压脊线位于18˚N附近，位置较为稳定。850 hPa平均高度场上，山东附近为西北偏西气流，河北南部到山东有一暖脊，低层暖脊的存在有利于低层逆温的形成。从平均海平面气压场可见，山东位于低压前部，山东附近等压线较稀疏，气压场较弱，在大雾过程期间山东以弱的偏南风为主，有利于近地层湿度的增大。

13日夜间，500 hPa上山东上空为纬向偏西气流，850 hPa和925 hPa上自河南到山东以西南气流为主，有暖平流，地面气压场山东附近为东高西低的形势，山东以较弱的偏南风为主。14日08时(北京时，下同)，850 hPa和925 hPa山东附近均有暖脊，有利于低层逆温层的形成和维持。13日夜间山东上空多为无云或少云，在低层暖湿平流和地面辐射冷却的共同作用下形成平流辐射雾。14日白天，随着气温升高，能见度上升，但925 hPa山东附近仍以西南气流为主，在低层暖湿平流的作用下山东大部地区能见度维持在10 km以下。

14日夜间，500 hPa山东上空为偏西气流，850 hPa和925 hPa上山东上空短波槽移过后转为西北偏西气流，地面上山东附近为鞍形场，山东处于均压场中，风向较乱，大部地区风速在0~2 m/s。15日08时，850 hPa和925 hPa上河北南部到山东西部有暖脊，山东上空850 hPa和925 hPa上温度平流较弱。14日夜间山东大部地区无云，在地面辐射冷却的作用下水汽凝结，大雾以辐射雾为主。随着15日白天气温升高，能见度上升，山东大部转为霾或轻雾天气。

15日夜间，500 hPa上冷涡后部横槽下摆，引导冷空气南下，冷平流使得地面上蒙古高压加强。15日夜间山东上空多中高云，夜间地面辐射冷却作用使水汽凝结，能见度降低。16日08时，500 hPa山东附近为偏西气流，850 hPa和925 hPa转为西北气流，有较弱冷平流，925 hPa山东上空暖脊维持。地面上蒙古高压中心值达1062.5 hPa，冷锋到达河北南部，山东位于冷锋前部，等压线稀疏，以较弱的偏北风为主，山东中西部大部地区出现大雾天气，为锋面雾 [1] 。16日白天，受冷空气影响，山东偏北风风速增大，大雾逐渐消散。

由 图1 可见，淄博的能见度变化趋势与山东整体变化趋势较为接近，因此以淄博站为代表，分析本次过程的地面气象要素变化特征。 图3 给出12月14~16日淄博站地面气象要素的时间变化。

14日凌晨至早晨，淄博为偏南风，风速在2 m/s左右，在近地层暖湿平流的作用下，露点温度持续上升，相对湿度增大，14日早晨淄博能见度下降至4 km左右，出现轻雾。14日白天，随着气温逐渐升高，午后相对湿度降至50%左右，能见度略有上升，但仍然维持在5 km以下。

14日夜间，在地面辐射降温的作用下近地面层水汽凝结，相对湿度升高，能见度下降。15日01时淄博能见度降至1 km以下，此时淄博温度降至0.9℃，相对湿度升至91%。15日01时至10时淄博能见度维持在1 km以下，大雾持续约9 h，短时出现能见度在200 m以下的强浓雾。大雾维持期间淄博相对湿度多在90%以上，风速在1 m/s左右。适当的风速既能产生适度的垂直混合，将近地面层的水汽向上输送并且形成相对较厚的冷却层，又不会因垂直湍流混合过强使大雾消散 [5] 。15日白天，随着气温迅速升高，淄博相对湿度明显下降，到15时降至37%，能见度升至5.6 km，淄博转为霾天气。

16日07时淄博转为较弱的偏北风，15日夜间地面辐射降温与16日早晨弱冷空气扩散的降温作用叠加，淄博相对湿度升高，能见度下降。16日06时淄博能见度降至1 km以下，此时淄博温度降至0.2℃，相对湿度升至92%。16日06时至10时，淄博相对湿度多在90%以上，风速在1 m/s左右，能见度在1 km以下，大雾持续约4 h，大雾强度相比15日较弱。16日白天，受东移南下的干冷空气影响，淄博偏北风风速增大，露点温度和相对湿度下降，能见度上升，到14时升至14 km，大雾消散。

淄博站14~16日早晨最低气温分别为0.1℃、−2.3℃、−0.8℃。以前一日最高气温与当日早晨最低气温之差近似表征辐射降温作用，淄博站14~16日辐射降温分别为8.3℃、14.1℃、14.3℃。相比于14日，15日、16日早晨气温更低，辐射降温作用更强。15日、16日早晨淄博能见度降至1 km以下，说明夜间地面辐射冷却对大雾的形成和加强起了重要作用。

本次大雾过程850 hPa和925 hPa平均温度场上，山东温度分别在−2℃~2℃和2℃~6℃，河北南部到山东有明显的暖脊( 图4 )。暖脊的稳定存在有利于低层大气逆温层的形成和维持 [6] ，大雾过程期间低层大气层结较为稳定。

图5 给出12月13~16日相对湿度沿(118˚E，37˚N) (位于淄博桓台)的时间–高度剖面图。13日夜间至14日白天，受低层暖湿平流的作用，低层60%以上的相对湿度分布范围扩展至900 hPa以上高度；而在14日夜间至16日早晨，低层60%以上的相对湿度仅存在于900 hPa以下高度，1000 hPa~900 hPa相对湿度在40%~70%。大雾过程期间，900 hPa~500 hPa相对湿度较低，多在0%~30%。这种“上干下湿”的湿度场结构使得天空多为无云或中高云，有利于夜间地面辐射降温，从而有利于近地层水汽凝结以及低层逆温层的形成和维持。

利用NCEP的再分析资料计算了此次大雾过程期间975 hPa水汽通量和水汽通量散度( 图6 )。14日02时，自湖北到辽宁为一致的西南气流，并且是水汽通量大值区。从13日白天到14日白天，近地层的西南暖湿气流持续向山东输送水汽，山东大部地区为水汽辐合区，为大雾的形成提供了充沛的水汽。根据14日20时探空资料，位于鲁中地区的章丘站975 hPa附近高度的比湿达4~5 g/kg，到15日08时仍然维持在3~4 g/kg。在15日02时，山东大部为水汽辐散区，14日夜间地面辐射冷却对大雾的形成起了主要作用。15日14时，山东中西部为偏南气流，为弱的水汽辐合区，近地层暖湿平流补充了因蒸发失去的水汽。16日08时，近地层在山东有弱冷空气扩散南下，鲁中到半岛地区位于弱冷空气前沿的辐合线附近，为水汽辐合区，章丘站975 hPa附近高度的比湿达4~5 g/kg。15日夜间地面辐射降温、16日早晨近地层弱冷空气扩散以及辐合线附近的弱上升运动产生的绝热冷却均有利于近地层水汽凝结，15日夜间大雾范围自西向东扩展至山东中西部大部地区。16日白天，受东移南下的干冷空气影响，近地层水汽减少，大雾逐渐消散。

选取位于鲁中地区的章丘站作为代表站，分析此次过程中的大气层结条件。 表2 给出14日08时至16日08时章丘站近地逆温层特征。

14日08时，972.1 hPa至935.9 hPa之间为逆温层，由于低层暖湿平流的作用，逆温层层顶高度达到701 m，14日早晨山东大部地区出现轻雾。由于夜间地面向上长波辐射产生的冷却作用，15日08时和16日08时，章丘站近地层逆温分别增强至0.383℃/hPa和0.714℃/hPa，并且逆温层厚度相比前一日20时均有增加。较强的逆温阻碍了近地层水汽向空中输送，15日早晨和16日早晨山东中西部大部地区能见度降至1 km以下，出现大雾天气。可见，相比于14日08时，15日08时和16日08时逆温强度更强，从而更有利于近地面水汽积聚和大雾加强。

16日20时，受冷空气影响，章丘站近地逆温层已被破坏，此时大雾已消散。

本次过程发生在纬向环流背景下，有两次低层短波槽影响。短波槽移经山东时，大气不满足产生降水天气的湿度条件，尤其在850 hPa以上相对湿度多在0%~40% (图略)，这种“干性”短波槽在大雾形成、发展的不同阶段均可起到重要作用 [2] [3] 。在短波槽过后，15日08时和16日08时山东大雾站数分别达75站和59站( 表1 )。 图7 给出此次过程前后925 hPa沿118˚E (山东陆域范围：北纬34˚23'~38˚17'、东经114˚48'~122˚42')温度平流和比湿、风场的时间变化。13日白天至14日白天、15日白天山东中西部处于短波槽前，受西南气流影响，低层明显的暖平流使逆温增强增厚，为大雾的形成和维持提供了稳定的层结条件。同时，暖湿平流使低层比湿增大，尤其是14日08时前后，自河南北部到山东925 hPa风速都在12 m/s左右(图略)，较强的西南气流持续向山东输送水汽，为大雾的形成和维持提供了良好的水汽条件。14日白天和15日白天，在低层西南暖湿气流的影响下，山东中西部大部地区能见度维持在10 km以下。14日夜间、15日夜间山东逐渐转为槽后，低层主要受西北气流影响，夜间有较强的地面辐射降温，有利于雾区范围扩大和大雾强度增强。

16日白天，受槽后冷空气影响，低层冷平流增强，水汽减少，近地逆温层被破坏，大雾过程结束。