大气污染问题一直是备受关注的环境问题之一，尤其是以PM10，SO₂为主的污染物已严重危害到人群的健康。乌鲁木齐市大气污染较为严重，曾被列为全球10大污染最严重的城市之一，2010年SO₂、NO₂和PM10的污染均排在全国前三，开展大气污染及预测的研究对该地区空气质量的改善具有很重要的指导意义。本文从空气污染指数（API）的角度对该市大气污染进行研究，选取2001-2010年乌鲁木齐市空气污染指数和同时期地面气象要素数据，分别以年、季和月为周期对该市近十年大气污染变化规律进行较为详尽的分析，运用Daniel检验法对API变化趋势进行了定量分析，用相关分析法分季节探讨了气象要素对API的影响，在运用主成分分析法对气象要素进行主成分提取的基础上运用多元回归分析法建立了API回归预测模型。该研究得出的乌鲁木齐市大气污染状况及规律可为检验乌鲁木齐市大气治污措施的有效性及今后污染的治理提供理论依据，同时建立的API预测模型可为今后该地区空气质量预报提供理论参考。研究结果表明：⑴近十年乌鲁木齐市API的下降趋势不显著，空气污染未得到有效的控制，Ⅱ级天数最多，且逐年显著增加，未污染日比例维持在70%左右，每年平均81.7%的污染由PM10造成。API月变化趋势呈抛物线状，7月之前逐月下降，7月之后逐月上升，空气质量1月最差，7月最好，每月平均84.7%的污染由PM10造成。API变化有明显的季节性差异，冬季最大，夏季最小，污染天气大多发生在冬季，API的年际波动主要来自于冬季波动的影响。⑵与API呈显著负相关并且按相关系数大小顺序排列的气象要素有：日最低气温>日最高气温>平均水汽压>小型蒸发量>日照时数>平均气温>平均风速，这些气象要素越大越有利于空气质量的改善。与API呈显著正相关并且按相关系数大小顺序排列的气象要素有：大型蒸发量>最小相对湿度>平均相对湿度>日最高本站气压>日最低本站气压>平均本站气压>降水量。由于复杂的地理地形及气象条件，风速、气压、气温、相对湿度在不同的季节对API的影响截然不同。⑶API回归预测模型为：API=-18.023Z1-8.770Z2+103.918（R²=0.306），其中Z1和Z2为从气象要素中提取的主成分，经检验该模型的API预测相对误差为40%，等级预测准确率为63%，预测效果理想，有一定的实用价值。