二次有机气溶胶(SOA)是大气气溶胶的重要成分之一，它是挥发性有机气体(VOCs)在大气中经由气相氧化反应形成半/低挥发性有机气体经气-粒转换形成，或经由非均相或多相化学反应而形成的。SOA对大气环境、人体健康、大气能见度、气候变化、云和降水有重要影响，近年来受到越来越多的关注。本文在对新一代气象和化学在线耦合区域空气质量模式WRF/Chem改进的基础上，研究了SOA的形成机理、中国地区SOA的时空分布特征以及典型地区SOA的直接和间接辐射效应对气象场和大气污染物浓度场的影响。　　论文首先对WRF/Chem模式加以改进，更好地满足了SOA浓度分布、直接和间接辐射效应的研究。主要改进包括:增加了异戊二烯SOA的参数化方案，完善了MADE/SORGAM气溶胶的光学特性计算及应用，增加了SOA瞬时直接辐射强迫的计算，增加了MADE/SORGAM气溶胶方案和CCN活化模块的接口等。　　论文对模拟SOA形成的二次有机气溶胶模式SORGAM进行了敏感性试验，研究不同SOA前体物、初始吸收有机气溶胶、温度、气压和蒸发焓变等因子对SOA形成的影响。研究表明，在特定蒸发焓变下，对SOA形成影响较大的因子主要是活性有机气体(ROG)的消耗量、初始吸收有机气溶胶、温度和气压。进一步地，根据主要影响因子的不同组合进行模式计算，建立了SOA形成的查算表，模拟结果表明查算法和直接使用SORGAM两种方法具有较好的一致性，显示了该方法具有较好的应用前景。　　利用WRF/Chem模拟了2006年中国地区SOA的浓度分布，结果显示，SOA具有显著的时空变化，夏季SOA浓度最高，高浓度区域在北纬30度附近的华中地区，浓度超过6μg m-3;冬季SOA浓度最低，SOA浓度较高的地区主要在华南地区，特别是珠江三角地区，浓度超过2μg m-3。夏季，除华北平原外，中国大部分地区SOA主要来自单萜稀(30～60％)和异戊二烯(～30％)的贡献;冬季则由人为源SOA贡献占主导，除了西南、东北大兴安岭和东南地区外，中国大部分地区人为SOA的贡献都高于50％。中国地区人为源、单萜稀和异戊二烯对SOA年均地面浓度的贡献分别为39％、34％和27％。中国地区SOA的年产量达2.86 Tgyr-1，约占全球的4.0～23.8％，其中人为源SOA为0.91 Tgyr-1，单萜稀SOA为1.05 Tgyr-1，异戊二烯SOA为0.90 Tgyr-1。　　典型个例研究表明，SOA对太阳辐射具有直接影响，进一步影响光解率，从而改变了气象场和大气污染物浓度场。在长江三角洲地区，夏季晴朗天气条件下（副高控制）550 nm SOA光学厚度平均为0.042，引起的平均地表和对流层顶(TOA)直接辐射强迫分别为-0.70和-0.80 W m-2，同时，使近地面平均的瞬时光解率J[O3]和J[NO2]分别减少了0.61％和0.57％。总体而言，SOA的直接辐射效应使调整后到达地表的短波辐射通量减少，2-m温度平均降低，2-m相对湿度增加，最大小时辐射通量、温度和相对湿度变化分别可达-200 W m-2、-0.7℃和5％。SOA的直接辐射效应减弱了大气光化学反应，使近地面氧化剂O3、OH和H2O2的光化学生成减少，浓度降低，同时使NOx等一次污染物的消耗较少，浓度增加;另外，光化学反应的减弱也减少了硝酸气和硫酸气的生成，进而使得近地面硫酸盐和硝酸盐浓度降低。最大小时O3、 OH、H2O2、 NOx、硫酸盐和硝酸盐浓度变化分别可达约-5 ppbv、-40×10-6 ppbv、-0.4 ppbv、40 ppbv、-5μg m-3和-15μg m-3。　　典型个例研究表明，SOA对云凝结核(CCN)和降水具有重要影响，进一步对气象场和大气污染物浓度场产生影响。在长三角地区梅雨季节，SOA的加入使得不同过饱和度下的CCN数浓度均增加了约40％左右。SOA的间接辐射效应表现在显著增加了云滴数浓度(43.6％)和云光学厚度(9.4％)，略微增加了云水含量(0.21％)和云量(0.14％)，略微减小了云滴有效半径（-0.16％）、降低了云水转换率(-1.75％)。SOA间接辐射效应使得日均降水量减少（-3.3％），最大可达-50 mm dy-1，降水的减弱使得近地面雨水蒸发减少，蒸发吸热减少，从而使近地面温度增加(0.04％)，水汽混合比减少(-0.1％)。降水量的减少也使得大气污染物的湿清除量减少，使近地面NOx、SO2、硫酸盐和硝酸盐浓度增加。另外，间接效应还使地表的太阳短波辐射通量减少(-1.33％)，从而使得大气光化学反应减弱，使O3的消耗减少（阴雨天气下O3以光化学消耗为主），浓度增加(3.5％)，OH的生成减弱，浓度降低(-2.2％)。