沿海地区人口集中、经济发达，能源需求量大，大气污染物的排放也相对较多，对局地和区域大气环境带来较大危害。海陆风是沿海地区重要的中小尺度天气系统，不仅对天气、气候产生显著影响，而且影响沿海地区大气污染物的输送和扩散。了解沿海地区海陆风等局地环流的时空特征及其对大气输送和扩散过程的影响，对于改善当地空气质量、以及污染事故条件下的应急决策等都具有重要的实际意义。　　海南岛特殊的地理位置和岛屿地形使得该地区以海陆风环流为主的局地环流发生频率较高，周日循环的海陆风影响大气污染物的扩散和迁移过程，尤其是海风向岛内的流动更加值得关注。近年来海南岛经济建设发展迅速，沿海一些工业设施（如火电厂、核电站等）的建设使潜在的环境风险逐渐增大。目前针对海南岛地区的局地环流及大气输送和扩散特征的研究还较少，深入了解该地区海陆风环流影响下的大气输送和扩散规律十分必要。本文首先选取全岛代表性站点四季代表月份（2008年7月、10月和2009年1月、4月）的地面风场观测资料对海陆风发生频率进行统计，并用中尺度气象模式WRF对该区域的高时空分辨率的数值模拟，详细分析海陆风环流过程、特征以及该地区大气边界层的时空变化。在此基础上，进一步以海岛南北主要城市（海口和三亚）以及西部昌江县为代表性扩散源，模拟分析全岛大气污染物的水平输送扩散特征。最后结合昌江地区实际示踪试验结果，以数值模拟方法了解海陆风环流影响下的局地大气扩散特征。主要结论如下:　　(1)海南岛地区海陆风出现频率与南海海岸区海陆风频率最多出现在秋季的结果相反。海南岛全岛月平均海陆风日约12.2天，出现频率达40％，海南岛地区海陆风总体出现频率高于华南沿海地区其他站点。夏季（7月）海陆风出现频率最高(49％)，冬季和春季相当(41％)，秋季最少(29％)。海南岛的独特地形导致山谷风-海陆风的同相叠加，对海陆风的发展有明显的增强作用。中部山区周围因山谷风和海陆风的同相叠加效应，海陆风出现频率较高;北部丘陵地区受较强背景风影响，海陆风日相对较少;局部地形较为闭塞的盆地区域海陆风出现频率明显偏低。　　(2) WRF数值模式能够较好地模拟海南岛地区的风场和海陆风环流。全岛不同季节、不同地区海陆风的发展演变受盛行风的影响很大。海岛山体对盛行风的机械绕流作用明显。海陆风的发展演变依不同季节迎风面和背风面的不同而具有不同特点。海岛迎风面在陆风时段易形成陆风与盛行风的明显交界—陆风锋。夏季，陆风锋通常出现在凌晨至上午的05～09时，表现为几乎绕海岛南半圈岸线的弧形辐合带，陆风向海上推进的距离约10～30km。冬季陆风锋出现在海岛东南部沿海，受盛行风与岸线角度变化影响，陆风锋南段易偏离海岸，推向海面。迎风面的海风发展迅速，通常很快推进到海岛中部的山前一带，很难观察到海风锋面的形成和移动。海岛背风面因山体掩蔽、盛行风绕流而风速减小，为海风的发展提供了机会，不论夏季还是冬季，海风锋都可在海岛北部到西部的平坦地区登陆、逆盛行风方向缓慢向岛内推行。海风发展旺盛时，背风面的海风与迎风面而来的海风在海岛中心相汇合，形成覆盖全岛的强辐合带。夏季典型日海风环流的厚度达到2.5km左右，水平范围为60～100km。陆风环流的厚度约为1.5km。海风辐合带在1km高度层可造成1.4m/s的强烈上升运动，可成为暴雨等强对流天气的重要诱因。冬季海陆风环流的强度和范围比夏季稍弱。　　(3)岛内区域大气边界层高度具有明显的日变化，与一般陆面的典型情况相似。当盛行风为向岸流时，沿海地带边界层日变化小;为离岸流时日变化大。随着季节变换和盛行风向的改变，边界层的日变化性质也随之改变。岛内边界层高度最大值出现在春夏季节，可发展到1800m以上;沿海边界层最大值则出现在秋冬季节，约为1300～1500m。　　(4)平均边界层高度的空间分布与各季盛行风走向、海风环流的发展有良好的对应关系。向岸流和海风锋面向岛内推进都有利于形成海岛上的边界层高值区。相反，海岛背风面的近海海面则易出现边界层高度低值区，典型区域包括海岛西南部近海及琼州海峡一带。海南岛上平均大气边界层高度的空间分布可按春夏季和秋冬季分为2种不同的形式。春夏季节岛上北部开阔地区的边界层较高，并形成横穿海岛北部、略呈西南-东北走向的高值区，高度约500～600m。秋冬季节，海岛的西北-东-东南沿岸形成一个半环绕的边界层高值带，数值约500～700m。岛内中南部山区平均边界层高度较低且季节变化不明显，数值约200～500m。周边近海海域秋冬季平均大气边界层高度约500～800m，春夏季约100～500m，呈秋冬季高、春夏季低的季节变化特征，与我国东部沿海地区的情况一致。　　(5)海口对岛内的扩散影响最大。冬季，海口的平均扩散方向指向岛内，平均影响范围可覆盖西北部小半个海南岛。秋、春季对岛内的影响范围依次减小，主要影响海岛西北和北部区域;夏季，扩散主体指向琼州海峡对岸，对本岛的影响仅限于海口所在的北部海岸线一带。三亚总体上对岛内的扩散影响较小。秋季，扩散方向指向西南海面，对岛内几乎没有影响。冬、春季，偏西扩散的成分增加，对三亚以西沿岸的影响也有所增加。只有夏季，三亚的扩散影响是全面指向岛内的，并因地形的作用而东、西向大角度扩展，影响海岛南部的大部分沿岸地区。昌江的平均输送扩散方向与当地海岸线的走向基本一致，污染影响不易深入到岛内。秋季扩散影响以偏西南方向为主，仅对昌江西南部分海岸有少量影响;冬、春扩散形态类似，但向岛内的影响范围扩大，可影响到东方市为代表的低山盆地地带。春季还有部分影响昌江东北部海岸区域的情况。夏季，海岛西北部大部分沿海地带可受到昌江的扩散影响，但平均扩散方向指向东北偏北的海面。　　(6)示踪实验期间(2009年2月20～25日)的地面天气形势有利于局地海陆风环流的发生和发展，其间昌江附近海陆风现象频发，具有明显的周日循环特征。日出后海风逐渐向岛内推进，午后最远可深入到中部山谷地带(约110km)，对该地区大气扩散特征具有明显的影响。可分为四种扩散类型，即海陆循环型、沿岸侧向型、沿岸平直型和离岸型，其中海陆循环型扩散对岛内的影响最大，沿岸侧向型扩散次之，其他两种类型的扩散对岛内的影响较小。海陆循环型扩散深入岛内范围大、影响时间长，随海陆风环流的周日循环转换可对局地形成重复污染，易造成污染物的局地累积和长时间滞留。　　(7)海风的水平和垂直强度及向岛内深入的程度不同，对局地大气扩散的影响亦有所不同。发展成熟的海陆风环流跨于海陆两侧，闭合的垂直环流圈在陆面一侧的上升气流将污染物携带至高空，进入返回气流后被输送至海洋上空，随下沉气流下降至海面附近，再次进入海风气流，参与到海风环流圈的垂直方向循环中，可将污染物限制在环流圈内，对地面造成重复污染，甚至可能在局地形成污染物高浓度累积。而强度较弱的海风难以形成闭合环流圈，深入到岛内一定距离后停滞不前，携带的污染物在海风前缘长时间停留和累积，当海风消亡后污染物则随着转向的地面风场逆向运动，并逐渐扩散至海面。　　(8)昌江附近的地形对大气扩散具有一定的影响。海南岛中南部的高大山体阻碍向东南方向的扩散，使污染物在山前累积或强迫其沿山体向东北方向移动和扩散。向东北方向沿海岸低地扩散的烟云遇到远处的杨浦半岛可与地形作用形成地面高浓度污染。