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随着经济一体化发展,京津冀地区污染排放呈现高度集中的态势,城市空气污染和区域性污染问题日益突出,该地区的空气质量已成为政府部门和社会各界关注的焦点。鉴于此,研究京津冀地区空气污染的时空分布特征对于治理和改善该地区的空气质量具有一定的现实指导意义。本文利用京津冀地区3个典型城市(北京、天津和石家庄)2001年-2010年十年逐日的空气污染指数(API)数据,对该地区不同时间尺度下空气污染状况、首要污染物以及空气质量等级分布的变化特征进行分析,并基于空气质量模式WRF-chem对京津冀地区2006年12月份进行数值模拟,同时选取12月25日00时与12时作为污染物垂直分布案例进行分析研究,结果表明：1)京津冀地区3个典型代表城市(北京、天津和石家庄)在2001年-2010年期间,年均API呈下降趋势,每年占主导的首要污染物均为可吸入颗粒物,空气质量在一年中出现优或良的比率都呈现上升趋势,空气质量总体状况为天津(优于)>石家庄(优于)>北京。2)3市空气质量具有明显的月、季节变化,夏季空气质量最好,秋季次之,春、冬季最差,除天津在冬季1、2和12月份占主导的首要污染物为二氧化硫以外,3市在各季节各月份占主导的首要污染物均为可吸入颗粒物。3)分析沙尘与大雾天气对北京、天津和石家庄空气质量的影响表明,沙尘和大雾天气对该地区空气质量均存在不利影响,其中对北京影响最为严重,天津影响最轻。4)京津冀地区在模拟时段PM10与PM2.5水平分布和垂直分布特征基本一致。受近地面水平风场、大气边界层高度、近地面气压、水汽压等要素的影响,污染物月均浓度在近地面水平分布呈现由西北向东南递增的趋势,高污染集中在京津冀东南部。该地区污染物基本保持在2500m以下,并呈现出由地面向高空递减的趋势,白天相对于晚上污染较轻。