近20年来,北京城市化一直保持高速发展,建筑材料、能源消耗和道路设施不断增加；国民生产总值成倍增长,城市人口迅速膨胀,机动车保有量翻了几番。全面繁荣带来的负面影响之一就是严重的城市大气霾污染。城市霾污染事件的频发,除排放源内在原因之外,气象条件是最直接的客观外因。因此,持续开展城市大气污染与气象条件关系研究,对北京科学制定污染防控规划、有效实施源头减排措施、全面改善城市及区域空气质量、促进北京和周边地区协同健康发展非常必要。本文利用12个大气污染监测站和325m气象铁塔梯度观测,对北京地区PM2.5的连续观测数据进行了全面分析,阐述了北京地区近年来PM25的年际变化趋势和空间分布特征,并以2013年2月21-28日北京地区典型细颗粒物重污染过程为例,基于常规和加密自动气象站数据及高时间分辨率风廓线数据,分析了重污染过程中不同尺度环流形势以及边界层结构的变化对PM2.5重度污染形成、累积和消散的影响。本文研究结果表明：(1)总体情况。2010-2013年,北京PM2.5浓度呈现逐年缓慢增长趋势,观察期增长率为14.3微克每年,平均增长率为12.5%。PM2.5质量浓度段主要集中于20-100μg/m3,冬季超标浓度值频率较高,最高浓度为600jμg/m3,夏秋季次之,春季相对较低。(2)重污染事件。北京持续重霾污染事件越来越频繁,平均每年2-3天污染事件发生18次,4-5天污染事件发生10次,5天以上污染事件发生13次,持续污染天数高达120天。(3)季节变化。北京PM2.5浓度冬季最高,为92.3gg/m3,夏季和秋季次之,分别为78.6μμg/m3和66.9μμg/m3,春季较低,为63.8μμg/m3。季节污染的特点是：春季降水稀少,沙尘和扬尘污染严重；夏季光化学污染强烈,二次粒子比例最高；秋季辐射雾和秸秆燃烧相结合,“雾-霾”造成大气水平能见度极差；冬季则是取暖额外增加了化石燃料和生物质燃烧,加之大气混合层高度低,极容易形成重霾污染事件。(4)日变化。季节统计日变化在春、夏季呈双峰型,峰值分别出现在09：00和21：00,峰值分别为83.5μμg/m3和93.8μg/m3；秋、冬季统计日变化呈单峰型,峰值出现在晚上21：00,为105.7μμg/m3,日较差高达37.9μg/m3。(5)空间分布。北京PM25水平空间分布上呈现南高北低的特征,并且城区PM2.5日变化显著于城郊,北部地区年均值为50-60μg/m3,比全市平均水平低30%；南部地区年均值为110-120gg/m3,高出全市平均水平30%。混合层内垂直分布上呈现8m>80m>240m的变化趋势。整体上则是,北京混合层高度低于1000m,一般出现轻度霾污染；500-800m,出现中度以上污染；严重霾污染过程,混合层高度经常只有200-300m。(6)气象成因。北京在弱低压场或弱高压场控制下,局地西南风和东南风输送与北部山区偏北风在山前的汇聚,配合边界层低层顺时针方向的风切变,易发生大气中细颗粒物的爆发性增长；而均压场控制和近地层持续偏南气流输送,配合高层持续稳定的西北风,是污染长时间持续稳步增长的主因。此外,近地层低风速、高湿度和逆温的维持是区域霾污染爆发增长和长时间持续增长的关键气象因素。高压前部的系统性西北大风是污染得以驱散的直接外部动力。