近年来O3污染已经成为制约我国空气质量持续改善的关键问题,尽管2020年我国O3污染状况得到了初步遏制,但要从根本上解决O3污染问题仍需进一步努力。明确大气污染物排放特征及其动态变化趋势,解析外来传输、本地生成和气象条件等对污染形成的贡献,探究污染形成的化学机理,揭示影响污染形成的关键反应及物种,是客观认识O3污染现状,制定科学污染防治政策和控制措施的基础。本文以我国西部典型煤化工工业城市乌海市为例,在分析O3污染时空分布特征,构建乌海市高分辨率大气污染源排放清单并对其进行动态更新和评估验证的基础上,利用中尺度天气预报模式（WRF）和空气质量数值模式（WRF-Chem）探讨了夏季蒙古高原、黄土高原和青藏高原交汇区多污染物对气象场的协同影响,并解释了产生影响的可能机制,结合地理探测器,量化了气象场对乌海市O3形成的影响,并筛选出对O3变化有显著贡献的气象因子及组合;通过对乌海市典型O3污染过程的分析,确定了化学过程在乌海市O3污染中的重要作用,基于模式综合反应速率模块结果,对O3的主要生成和消耗反应进行分类和量化,结合强力法探讨了不同源区和源类对O3浓度及其化学生成的贡献;最后为进一步明确化学反应过程中的主要路径和关键物种,对污染过程中不同功能区内羟基自由基（OH）、过氧羟基自由基（HO2）和过氧烷基自由基（RO2）的生成、转化和终止反应进行分类讨论,为初步建立乌海市O3污染形成机制案例库研究打下基础,并为处于复杂地形的煤化工工业城市O3污染成因探究工作提供思路与参考方法。本文主要结论如下:（1）2015～2020年乌海市O3浓度呈现先升后降趋势,5～8月为乌海市O3污染较为严重的月份,13:00～17:00为高O3浓度出现较多的时刻。与MEIC清单相比,自建的乌海市高分辨率大气污染源排放清单能更好地捕捉到O3及其前体物的排放变化规律和量级,适用于乌海市夏季O3的模拟及其来源解析研究。乌海市海勃湾城区白天为O3高值区,三个工业园区无论白天和夜间均为O3低值区和NO2高值区,CO的空间分布特征与煤层及矸石堆自燃源一致。（2）多污染物的协同效应对气象场的影响使三大高原交汇处气象场出现正和负两种相反的变化模式。正变化模式中向下的太阳辐射通量和天顶出射的长波辐射通量分别增加了约2%～8%和1%～4%,地表升温0.2～0.6 K,边界层高度增加了3%～12%,相对湿度减少了1～4%。正变化模式是由空气污染物吸收辐射后加热大气造成云的蒸发导致的,在三大高原交汇处较为显著;负变化模式是由大气污染物直接吸收和散射太阳辐射导致的。气象场对乌海市O3的平均影响在白天为-1.22%～-17.51%;风向与前体物NO2及与温度、气压和相对湿度等气象因子的交互作用对O3浓度影响较大;相对湿度自身的变化及其与气压、温度变化之间的交互作用可能是导致O3变化主要原因。（3）化学过程在午后总体起到消耗地面O3和促进边界层中高层O3生成的作用,中高层生成的O3通过垂直混合过程向地面或高层传递。包含O+O2→O3的“完全新增”是O3直接化学生成的主要途径;由于低层NO浓度高于中高层,因此O3与NO的反应对低层尤其海南园区O3消耗的贡献显著,而中高层O3以光解消耗为主。从外来源贡献来看,西北地区对O3浓度的平均贡献最大,其次为华北地区,白天平均贡献率分别为26.27%和7.60%;乌海市本地排放对O3的平均贡献在白天和夜间分别为48.09%和51.83%。本地污染源排放和西北地区的外来源排放在最低层化学反应中均起到消耗O3的作用,本地源中移动源对地面O3的化学消耗速率最大,这可能是由于移动源在近地面排放导致的。（4）从自由基的生成来看,新增OH主要来自于“O3光解”和“O3与直接排放VOCs反应”,“OH与直接排放VOCs反应”和“直接排放VOCs光解”对新增HO2和RO2均有较大贡献。主要的VOCs模式物种为丙烯（C3H6）、甲醛（CH2O）、乙醛（CH3CHO）、碳原子数大于3的烷烃（BIGALK）、碳原子数大于3的烯烃（BIGENE）等,结合源成分谱CH2O和CH3CHO主要来自为工艺过程源中的合成树脂生产、移动源和煤层及矸石堆自燃源,BIGALK和BIGENE主要来自生物质燃烧源和炼焦、精细化工及非金属制品业,C3H6主要来自非金属制品业。（5）“HO2与NO的反应”和“RO2与NO反应”对循环OH、HO2和RO2生成的贡献较大,NO在RO2的相互转化和RO2→HO2→OH的循环中起着非常重要的作用,由于海南园区NO浓度高于其它三个区域,因此以上路径在海南园区的贡献率显著大于城区、千里山和乌达园区。RO2、HO2与O3争夺NO,从而促使O3的积累,由于海南园区NO浓度较高,更明显NO滴定作用使其成为O3低值区,乌达园区次之;城区和千里山园区NO浓度小于海南和乌达园区,更易发生O3污染。