在排放稳定阶段气溶胶重污染的变化过程中,湍流扩散和水平输送扮演了重要角色。但在现有的中尺度气象—化学模式中没有气溶胶湍流扩散项,以往气溶胶重污染过程的变化机制研究中也缺少将长期边界层垂直结构观测与包括气溶胶湍流扩散项的中尺度模式相结合的工作,特别是在地形较复杂、污染过程较容易受到区域输送影响的安徽地区,认识重污染形成、变化的机制更为复杂。本研究瞄准上述有关气溶胶重污染变化机制的重要问题,选择我国中部典型地区的安徽省气溶胶重污染过程为研究对象,通过湍流扩散和水平输送的理论分析及在中尺度模式的应用,揭示安徽地区重污染过程的演变特征和形成变化机制,并与位于京津冀地区的北京地区重污染变化机制进行了对比。安徽省邻接我国气溶胶污染最严重的华北地区和我国经济最发达、污染也较重的长三角地区,该地区特殊的地理位置对污染物的输送和扩散有重要的影响。尽管已有不少研究关于该地区的污染特征变化,但是这些研究大部分局限于短时个例过程,该地区重污染过程的变化机制尚不明确。同时排放和气象条件在该地区重污染变化过程中的相对贡献也是科技界、政府和公众特别关注的问题。此外气溶胶重污染期间,动量、热量和颗粒物的湍流输送存在一定的差异性,传统边界层参数化方案中用热量湍流扩散项处理颗粒物的垂直混合有其不合理之处。本研究将长时间中尺度边界层结构变化的观测分析与数值模拟紧密结合,从不同尺度分析了安徽地区的重污染变化机制,结合高分辨率湍流观测数据和中尺度模式模拟,揭示湍流扩散和水平输送在重污染过程中的影响。并通过比较稳定边界层中计算湍流扩散系数的两种方法,建立了过去在中尺度气象—化学模式没有考虑的颗粒物湍流扩散系数,并将其嵌入到中尺度模式中进行在线评估验证。主要的结论包括:（1）从大尺度环流形势来看,安徽地区主要受到盛行的西北风和东北风两类主要的天气形势控制,上游的污染物在盛行风的影响下,首先输送至安徽北部,受到地形阻挡的影响,污染物并不能完全输送至安徽南部,导致安徽地区的污染特征存在区域性差异,但是风向的转变是安徽南部污染物浓度发生爆发性增长的关键因素。（2）从中尺度边界层结构变化来看,安徽地区的重污染过程通常包括三类:（1）包括重污染输送和累积两个阶段的过程,类似于北京地区;（2）包括重污染输送和累积阶段,紧接着还有输送阶段的过程,不同于北京地区;（3）以短时区域输送导致污染物浓度爆发性增长为特征的过程,这也是安徽地区特有的污染特征。（3）从小尺度的湍流变化特征来看,在重污染的输送和累积阶段,湍流表现出明显的差异,随着污染物浓度的线性增加,湍流特征量并不线性变化,污染物浓度越高,湍流特征量的变化程度越小,显示出弱湍流对应累积型的气溶胶污染。（4）安徽北部和南部污染受气象条件的影响较大,而安徽中部的污染受排放的影响较大。在重污染过程的累积阶段存在的爆发性增长过程中,有大约68%污染物浓度的增加可被视为不利气象条件对污染物浓度反馈作用的贡献。此外,通过模式的敏感性试验量化了安徽地区的本地排放和区域输送对污染过程的相对贡献,分别约占47%和43%。（5）重污染期间,动量-热量-颗粒物的湍流输送存在非相似性,重污染期间的夜间,动量通量的逆梯度输送比例增加可能是由于湍流隔板效应的出现导致的,而污染物的存在会改变边界层的热力结构,进而影响热量通量的输送。虽然颗粒物也是标量,但由于标量之间的源/汇不同,颗粒物通量并没有表现出类似于热量的日变化规律,因此,不同变量的湍流输送过程需要单独考虑。（6）比较稳定边界层中计算湍流扩散系数的两种方法:经典的Monin-Obukhov相似理论和混合长理论,发现混合长理论计算湍流扩散系数的不确定性更小。因此,基于混合长理论建立了颗粒物的湍流扩散系数,并将其嵌入到中尺度模式中进行在线评估验证。新建立的颗粒物湍流扩散系数有以下优势:（1）可以单独用于计算气溶胶污染物的垂直混合过程,且不影响其他要素的垂直混合过程;（2）通过显式局部梯度计算来表征污染物的垂直混合过程,更适用于重气溶胶污染对应的稳定边界层;（3）计算效率更高,未来更容易应用到我国自主研发的GRAPES＿CUACE模式中。（7）新建立的颗粒物湍流扩散系数既可以改善中国东部地区夜间PM2.5浓度被高估的现象,也不会恶化华北沿山一带夜间PM2.5浓度被低估的现象。而且被高估的PM2.5浓度被改善后,在垂直方向上混合更加均匀,使得上层PM2.5浓度增加,近地面PM2.5浓度减小。然而,对于复杂地形区域,湍流扩散的改变对污染物浓度的变化不太敏感,其它过程（如平流输送）的影响更显著。