近年来，城市空气污染日益严重，并已成为公众广泛关注的环境问题之一。城市空气污染物浓度主要受气象因素、污染源的类型及分布状况的影响，不同地区污染物浓度的统计特征不同。因此，深入分析城市空气污染浓度的统计特征，讨论气象要素与污染物浓度之间的关系，对研究城市空气污染问题及其防治措施具有十分重要的意义。本文利用2011年西安市三种常规空气污染物浓度的时间序列数据，运用统计学方法研究了西安市空气污染物浓度的统计特征，并在此基础上利用同步地面和高空气象资料分析探讨了污染浓度与各气象要素之间的关系，得出主要结论如下：1．通过对西安市2011年SO₂、NO₂和PM₁₀三种污染物浓度时间序列的统计分析，得出3种空气污染物的小时浓度均呈现明显的季节变化和日变化特征。冬季污染物浓度较高，春季次之，秋季和夏季浓度较低。PM₁₀和NO₂小时浓度的日变化趋势均为双峰双谷型，污染浓度早晨高于傍晚；SO₂小时浓度的日变化曲线呈单峰型，中午浓度最大。2．由于受污染源的类型、分布状况及局地风向和风速的影响，西安市PM₁₀、SO₂和NO₂浓度具有一定的空间分布特征：市人民体育场和临潼区PM₁₀浓度最高，草滩最低；SO₂浓度较高的监测点为市人民体育场和高压开关厂，其余监测点相差不大；NO₂小时浓度经开区最高，小寨次高，兴庆小区最低。3．选取国际上常用的4种统计分布模型，分析研究了不同季节及典型空气质量状况下各污染物小时浓度的最佳分布模型、相关参数及其浓度的主要分布段，并用KS检验、AD检验和卡方检验3种拟合优度检验方法分别评价了拟合结果。4．采用线性相关分析法研究了各气象要素对西安市空气污染物浓度的影响。结果表明：风速、温度和混合层高度均与污染物浓度呈负相关，而气压和大气稳定度与污染物浓度呈正相关。5．分析研究了“最优”和“最差”空气质量状况下的气象条件及气象要素的组合特点，得出：降水量较大且为连续降水时，空气质量较好；而无降水、混合层高度较低、风速小且静风频率高时，易造成严重空气污染。风速太大（大于一定阈值）时也会引起颗粒物污染。