西安作为西北地区的中心城市,自改革开放以来快速发展,已逐渐成为我国重要的经济、贸易、工业重镇。城市化和工业化发展很快,交通运输、工业排放和农业废气造成大区污染也日益恶化。雾霾天气作为一种新型的环境气象灾害频频出现,给全市人民的身体健康和正常生活造成了严重的危害。本研究总结国内外对PM2.5颗粒的研究现状,详细阐释大气可吸入细颗粒物PM2.5的定义,分类和基本理化特征,尤其是对形成机理,源解析技术和各种采样分析方法进行细致的分类对比研究,为今后研究细颗粒物等相关领域提供了较为完整的理论基础。通过历史资料收集,实验收集数据,统计数据分析,模拟计算等方法,分析西安市区乃至关中城市群的PM2.5污染现状,探讨大气气溶胶理化特性及分布特征对能见度、人体健康的影响。对西安市雾霾天气期间大气细颗粒物的时空分布,粒径分布,污染特征,昼夜变化,周期变化进行了讨论。在此基础上,根据全球各大城市治理大气的经验,结合当地特点,提出了适应西安市特有气候条件和排放情况的减排对策,力图从根本上通过主动或被动方法消除严重的细颗粒物气溶胶污染。同时,本研究于2013年9月10日～2014年2月28日运用大气采样器进行每日1次PM2.5样品采集,对其进行有机碳(OC)、元素碳(EC)和硝酸盐(NO3-)分析,同时监测大气温度、湿度、风速和N02浓度,探讨天气要素对PM2.5质量浓度和污染特征的影响。结果表明：西安市秋冬季节大气PM2.5有机碳、无机碳平均浓度分别为95±42μg/m3和26±15μg/m3,OC/EC平均值为3.7±0.8,二次污染与一次污染比重相当,大气环境的变化对于PM2.s浓度的升高和下降有着先导作用。当环境风速较低,湿度较高且N02浓度升高时,PM2.5浓度频繁出现快速上升情况,造成严重污染。并且针对目前的突发性高浓度雾霾,基于实验数据、西安市环境监测站和西安市气象局数据,包括PM2.5、PM10质量浓度,气象要素值,雾霾天气出现前期及同期的地面天气资料,对西安市雾霾天气的出现规律及影响要素进行了概括分析,为城市预警预报机制奠定理论基础。最后,运用多变量环境要素进行系统建模,提出西安市雾霾天气预警系统,并从污染物与气象条件关系增长角度提出了城市雾霾预警预报体系的行动方案。