大气边界层是指对流层下部,直接受地面影响的大气层。湍流运动是边界层的主要特征,大气边界层内复杂的气象条件变化影响了整个大气的演变过程,对污染物的扩散和清除,对全球气候的稳定与变迁都有着极为重要的影响。探索南京仙林地区大气边界层结构及其对空气污染的影响,有助于深入认识该地区空气污染特征及演变规律,对于有效制定污染防治对策具有重要的意义。本文采用系留探空仪(ADAS)对该地区进行了两期探空观测实验,分别为:2013年12月26日～2014年01月10日(共15天)、2014年6月6日～2014年6月24日(共19天)。在此基础上,开展以下三个方面的研究工作:(1)通过分析观测到的风、温、湿、压等气象要素随高度的分布数据,研究得到该地区、不同时间气象要素垂直廓线特征以及逆温、大气混合层等边界层结构特征;(2)结合大尺度气象资料(地面天气图与高空环流形势),研究宏观气象条件对边界层结构的影响;(3)结合同期的大气污染物浓度数据,分析边界层结构对主要大气污染物(PM2.5、S02、NOx以及O3)浓度的影响。主要结论如下:(1)仙林地区夏季平均混合层高度为1200m,冬季平均混合层高度700m,夏季明显高于冬季;逆温层主要发生在夜间,多数为接地逆温,冬季接地逆温平均厚度为107.5m,逆温强度平均为1.14℃/100m,而夏季接地逆温平均厚度为190.48m,逆温强度平均为0.7℃/100m,说明南京仙林地区冬季多为强而低的接地逆温,夏季多为弱而高的接地逆温。(2)仙林地区冬季多数由均压场与高压控制,均压场控制下平均混合层高度400m,高压控制下平均混合层高度为825m,而冬季在冷性高压系统缓慢移动中,边界层结构稳定,混合层高度较低;夏季主要为副热带高压控制与均压场控制,副高控制下平均混合层高度为950m,均压场控制下平均混合层高度为1000m。在台风外围下沉气流控制下边界层结构变化迅速,但是在低压槽类型控制下边界层混合层高度偏低,且相对湿度较大,风速变化较大。(3)空气污染物地面浓度与混合层高度在冬季表现出较好的反相关关系,即污染物浓度变化与边界层结构变化趋于同步;但在夏季,这种反相关性较弱。这可能是因为夏季气象条件变化较快,边界层内水平扩散作用明显,从而削弱了这种相关性。边界层的日变化对不同污染物的地面浓度表现出不同的影响特征。对SO2来说,由于多为高架点源,夜间容易在高空形成高浓度区,当早晨混合层高度发展至高空烟流高度时,高浓度的SO2被迅速带至地面,在10:00左右形成一个峰值。对NO2来说,主要为移动排放源,受边界层结构变化影响,垂直扩散效果较好,因此NO2浓度与混合层高度有较好的反相关关系,14:00左右达到浓度低值。对于O3来说,受太阳辐射影响明显,午后14:00左右出现浓度峰值。