随着经济社会的发展,大气污染问题日益突显。近年来,哈尔滨地区的空气污染事件呈现逐年增加的趋势。本文采用2006~2015年的哈尔滨大气质量监测资料,结合MICAPS等气象资料,探析了哈尔滨空气污染日及污染物浓度的时空分布规律,对污染天气发生的环流背景和天气形势进行了归纳总结,并对污染期间AQI与风、降水等气象要素、雾霾天气现象、逆温层结构的关系进行了定量化分析,研究结果表明:1)10年间哈尔滨城区共出现污染天气729天,空气污染日数逐年增加,2012年以后激增,且出现重污染天气的概率增加,2013~2015年每年约有30%的日子出现空气污染,这其中30%以上可达到重污染程度;2)10~2月的秋冬季节是哈尔滨城区污染天气的集中爆发期,这期间出现的污染日数占年均污染日数(73天)的84%,期间12~1月是污染天气最为集中的时期,占年均污染日数的45%;秋冬季节出现重污染天气的概率较大,污染日中至少有20%可达重度污染程度,重污染日数占年总重污染日数的95%;3)中心城区相较于郊区,发生污染天气和重污染天气的概率更大,各种污染物浓度也偏高;4)2013~2015年PM2.5与PM10平均浓度都有明显升高,且PM2.5为主要污染物;5)4种污染物浓度一天中均具有“双峰双谷”的变化特征,两个峰值分别出现在8:00~10:00间和20:00~22:00间,两个谷值分别出现在14:00~15:00和次日5:00前后,PM10、PM2.5和NO2均具有白天低、夜间高的特点,白天从峰值到谷值下降速率快,夜间下降速率慢,夜间空气污染比白天更严重,SO2浓度则相反表现出夜间比白天偏低;6)哈尔滨污染高发年,冬季大气环流呈现:对流层低层至中层为纬向环流,500hPa表现为一槽一脊,黑龙江全境处于槽后脊前,925hPa和地面处于弱的大陆高压或弱脊前,气压场均匀,通常哈尔滨地区分析不出等压线,近地面处于静风状态,低空在哈尔滨地区上空存在暖舌;7)秋季发生污染天气的环流特征与冬季有明显差别:低层和地面分别处于槽和低压前部,西南风较大,增暖明显,这一时期空气污染与秸秆燃烧有关;8)引起哈尔滨空气污染的天气形势可归纳为5类:低压后部型、西低东高槽前型、高压南部型、均压场型、高压中心型;除均压场类型外,其他4种天气形势具有的共性是,对流层中层维持纬向环流,低层前期都有明显升温、风力加大的过程,升温幅度可达4~8℃,风力通常增大到8m/s以上;地面风场上,西低东高槽前型和高压南部型分别出现较大的西南风和偏东风,风速最大可达6m/s,其他类型地面都处于弱气压场中,风力微弱;当500hPa经向环流加大、中低层有冷空气侵入后、地面转为偏北风,城区空气污染缓解或结束,但通常冷空气侵入的过程,对应着污染最严重;9)AQI与全年平均风速具有较显著的负相关性,相关系数达-0.254,冬季相关性更显著,相关系数达-0.6,其他季节相关性不明显;PM2.5和PM10浓度与平均风速在冬季呈显著负相关,相关系数分别达到-0.616和-0.511,春季PM2.5浓度与平均风速相关性不明显,PM10浓度则与平均风速表现为显著的正相关,相关系数为0.143;当风速在3m/s以下时,AQI和污染物浓度均与风速具有显著的负相关性,当风速超过3m/s或更大时,风对空气质量则有双重作用;10)秋冬季节,逆温层底高与AQI呈显著的负相关,08:00和20:00的相关系数分别为-0.13和-0.118;逆温厚度与AQI呈显著正相关,08:00和20:00的相关系数分别为0.124和0.113;逆温强度对AQI的作用整体不显著;当AQI超过200时,逆温层的各参数与AQI的相关性都变得不明显;11)秋冬季节,出现5mm以上降水时,对空气有明显的净化作用,AQI低于100的概率为78%,高于200的概率为0;出现0.1 mm以下的微弱降水时,AQI高于150的概率为39%,AQI高于200的概率达20%,微弱的降水不会改善空气质量,反而伴随的是污染加重;12)随着空气污染加重,出现霾日的比例增大,AQI超过200的137天中,记为霾日的有56天,约占41%,AQI达300以上,霾占到60%,另一方面,所有霾日中,AQI高于200的霾日占77.8%;与霾不同,80%的雾都伴随着污染天气出现,雾霾混合时,空气污染最严重,AQI可超过500。