大气气溶胶是指在大气中悬浮的液态或固态颗粒物，是主要的大气成分之一。它可以通过直接和间接辐射效应影响地气系统的辐射平衡，进而影响云降水和其他气象要素，而云特性和气象场的变化反过来又会影响地表污染物的浓度。近些年来，中国华北平原地区强霾事件频发，研究高气溶胶浓度条件下气溶胶-辐射-气象场相互作用则有重要意义。本论文应用WRF-Chem(Weather Research andForecasting Model with Chemistry)模式研究华北地区气溶胶的直接和间接辐射效应对气象场、云降水以及地表污染物浓度的影响。　　首先，我们利用WRF-Chem模式模拟2014年2月21至27日华北地区一次强霾事件中气溶胶的直接辐射反馈对气象场和污染物浓度的影响。观测结果表明，在2014年2月21日至27日期间，华北平原19个站点观测到的PM2.5的平均浓度为202.7μg m-3，最高值分布在河北西部，PM2.5浓度值高达300-400μg m-3。和观测结果相比，模式能够较好地模拟气象要素的时空分布特征，但是2月21日至27日华北地区平均的PM2.5浓度高估了21.7％。2月21日至27日华北地区平均的总的气溶胶的直接效应对到达地表的辐射通量、地面2m温度、地面2m相对湿度、边界层高度的平均影响分别为-54.6Wm-2、-1.7℃、4.1％和-111.4m，散射性气溶胶的影响为-36.1 Wm-2、-1.6℃、3.3％和-70.7m，吸收性气溶胶的影响为-18.0 Wm-2、-0.2℃、0.9％和-35.7 m。总的气溶胶的直接辐射效应使得华北平原地区PM2.5及其组分的地表浓度增加，硫酸盐、硝酸盐、铵盐、OC、BC和PM2.5的区域平均浓度的变化值为1.2μg m-3(11.5％)，13.4μg m-3(29.5％)，2.6μg m-3(29.6％),5.2μg m-3(28.7％),4.6μg m-3(26.7％)和34.9μg m-3(20.4％)。散射性气溶胶的辐射效应导致华北地区平均的PM2.5浓度增加29.6μgm-3(16.8％)，主要是由边界层高度的降低和二次气溶胶产率的变化导致的。吸收性气溶胶的辐射效应则导致PM2.5浓度增加2.1μg m-3(1.0％)，和边界层高度、近地面风场及化学过程的变化有关。　　其次，我们探讨了2014年2月华北地区一次强霾事件中BC浓度模拟的不确定性对气溶胶-辐射-气象场相互作用的影响。北京地区2月24日至27日间模拟的BC平均浓度为21.7μg m-3，和观测相比高估了将近一倍。我们开展了五组试验，每组试验中有两个试验，一个包含BC气溶胶的直接辐射效应，一个则不包含;五组试验BC的排放分别是标准排放的0.25、0.5、1、2、4倍。试验结果表明五组试验中BC气溶胶的直接辐射效应导致的气象场和PM2.5浓度的变化的空间分布特征类似。随着BC排放和浓度的增加，气象场和PM2.5浓度的变化量也在增加。BC浓度模拟的不确定性对BC-气象场-污染物浓度相互作用的影响不容忽视。因此，提高BC浓度模拟的准确度对研究气溶胶辐射反馈至关重要。　　本文还利用WRF-Chem耦合NTU云微物理方案来模拟研究2008年10月东南太平洋地区云和气溶胶相互作用。耦合的新模式既考虑气溶胶在整个云层内的活化过程，又考虑了进入雨滴中的气溶胶通过蒸发回到云滴和大气中的过程。模式能够较好地模拟出云特性的经向分布特征，尤其是云的微物理特性（云滴数浓度和云滴有效半径）。这一部分研究让我们更好地理解WRF-Chem模式中云和气溶胶相互作用的处理方法，为下一章用模式研究华北地区气溶胶间接效应打下基础。　　最后，我们用WRF-Chem模式探讨了2015年6月华北地区一次高气溶胶浓度事件中气溶胶间接效应对气象场和污染物浓度的影响。在2015年6月22日至30日期间，观测的19个环保部站点的PM2.5浓度高值出现在河北中南部和北京-天津区域，浓度高达80-120μg m-3。观测结果显示降水峰值出现在23-24日和28-29日。模式能模拟出气溶胶浓度和气象场的时空分布特征。模式模拟结果显示，气溶胶的间接效应使得华北地区平均的降水量增加34.6％，云量增加11.1％，850hPa水平水汽通量增加11.1％。气溶胶的间接辐射效应使得华北平原地区中南部PM2.5及其组分的地表浓度降低，主要和降水量的增加有关。而在华北地区北部，气溶胶的浓度最高增加20％以上，主要和边界层高度的降低有关。气溶胶间接效应造成的华北区域硝酸盐平均浓度的减小比例为1.3％，小于一次气溶胶的3.3-3.5％，主要原因是华北地区温度降低，有利于硝酸盐的生成。同时，气溶胶的间接效应导致硫酸盐平均浓度降低6.8％，高于一次气溶胶降低的比例，主要和温度的降低导致的SO2氧化速率的降低和矿物质气溶胶浓度的减少有关。