近年来,随着城市化进程的加快,霾现象日益严重,城市经济和居民生活、身体健康受到巨大影响,南京作为长三角及华东地区的第二大城市,从20世纪70年代开始霾日数量呈上升趋势,重霾天气日益增多。因此,开展南京地区霾天气特征研究,有助于认识霾天气的形成机制,为减少霾天气的发生提供科学依据。本文对南京地区不同类型的霾天气过程进行分析和比较,对累积性和突发性这两种主要霾天气过程进行数值模拟,得到的主要结果如下:首先,对南京地区典型霾天气过程进行气象及污染物的特征分析和比较。根据南京地区2011年气象因子、大气污染物浓度和卫星观测等数据资料,选出四类典型霾天气过程,分别是春节燃放烟花爆竹、沙尘、秸秆燃烧和不利气象条件导致的污染过程。结果表明,燃放烟花爆竹主要造成PM2.5和SO2浓度升高,PM2.5的最高小时浓度达到0.46mg/m3;沙尘污染过程中粗颗粒物为主要污染物,PM2.5/PM10的均值为0.39,部分粒子色比值超过1;秸秆燃烧过程中后向散射系数为0.0039km-1·sr-1,能见度最低值为0.97km,为重度污染;不利气象条件主要是持续的地面静小风和下沉气流,PM2.5/PM10的均值达到0.68,NO2小时最高浓度超过80ppb。归纳四类过程,可将南京地区霾天气分为不利气象条件导致的累积性污染过程和由高强度排放源导致的突发性污染过程。其次,对南京地区累积性霾天气过程进行特征分析和数值模拟。将2013年12月的污染过程作为累积性霾天气的代表,分析观测资料和数值模拟结果,发现12月中25天出现逆温现象,850hPa以下均为下沉气流,近地面以静小风为主,PM2.5小时最高浓度达到464.88μg/m3,PM10小时浓度最高值达到576.63μg/m3,能见度最低值小于0.5km。模拟结果中行星边界层高度与能见度对应关系较好,南京地区除O3外污染物的高值区出现在主城区,硝酸盐、铵盐和硫酸盐的质量分数分别为38.29%,15.92%和12.98%,且与颗粒物浓度呈正相关,消光权重分别为44.32%,15.33%和18.53%。12月四次明显霾天气过程中,12月1日-12月9日污染最严重,PM2.5/PM10和硝酸盐气溶胶质量分数最高,说明南京地区不利气象条件下细颗粒物中硝酸盐成分增长速度最快。最后,对南京地区突发性霾天气过程进行特征分析和数值模拟。选择2014年春节污染过程(1月30日-2月15日)作为突发性霾天气污染过程的代表,分析观测资料、安德森采样和数值模式模拟结果,得到结论:燃放烟花爆竹会造成颗粒物和SO2浓度短时间内明显升高,PM2.5浓度达到395.58μg/m3,PM10浓度达到554.43μg/m3,SO2日变化出现第二峰值。初一安德森采样结果中第五级(1.07μm-2.06μm)质量分数超过50%,颗粒物中As、Cu、K等元素和Cl-、NO2-、NO3-等离子含量升高。模拟结果中硝酸盐、粗粒子和硫酸盐的质量分数分别为27.84%,25.48%和18.18%,硝酸盐、硫酸盐和铵盐的消光权重为38.74%,26.05%和20.63%,即燃放烟花爆竹造成粗粒子和硫酸盐气溶胶比重增加。春节期间南京地区烟花爆竹燃放总量为1950吨,瞬时烟花源(初一 0:00)对栖霞区北部颗粒物浓度贡献最高,约为700-900μg/m3,增幅250%-300%左右。