通过粒子模型、定常波通量和热力学能量方程对1971—2020年直接导致黄河内蒙古河段出现首凌的冷空气过程进行了分析，重点对冷空气路径、影响系统异常、风场平流和垂直运动对局地温度的影响进行了分析。结果表明：1971—2020年直接导致黄河内蒙古河段首凌的冷空气过程按照路径差异分为4类：偏北路经、超长路径、西北路径和偏西路径；年代际变化上，偏北路径冷空气在1981—2010年期间发生频率较高，之后频次明显减少；超长路径和西北路径冷空气呈明显减小趋势；偏西路径整体变化趋势不显著。大气环流异常上，四种冷空气过程均伴随着西风带长波槽脊的东移，东亚地区环流形势主要表现为“一槽一脊”和“两槽一脊”两种，四种路径下的冷空气爆发当日东北冷涡向南爆发的方向和强度差异较大。结合热力学能量诊断方程，发现风场平流对四种路径冷空气过程中局地降温起主要作用，垂直运动的作用是先增温后降温。其中偏北路径冷空气降温过程风场平流引起的降温最强，其他三种路径冷空气过程中风场平流和垂直运动的作用同等重要，特别是在最大过程降温日（首凌当日）
 

冷空气过程，拉格朗日粒子追踪