随着我国经济的不断发展,城市化、工业化进程加快,以及汽车保有量的大幅度增加,大气污染物的排放量也显著增长,使得很多城市空气污染问题日益严重,污染特征逐步由单一煤烟型污染向复合型污染转变,污染范围也由局地性污染扩展为区域性污染。空气污染不仅会造成呼吸系统和心脑血管等疾病发病率的增加,危害人体健康,其对生态系统、生产生活及天气气候也会产生不利影响。因此,城市大气污染已成为社会关注的焦点问题。空气质量受地形、污染源排放和气象条件等综合因素的影响,风速、大气层结温度等气象条件决定污染物的扩散、传输、干湿沉积及化学转化,而天气形势又对局地气象条件产生重要影响。因此,研究不同天气分型下的大气污染特征,对于识别污染天气类型,提高污染预报的准确性,进而警示重污染天气有着重要的意义。本文首先根据2012-2016年兰州市大气污染物逐时浓度资料,统计分析了兰州市六种标准污染物浓度以及环境空气质量指数AQI的时间变化特征。其次,采用PCT客观天气分型方法,对2012-2016年连续4年采暖期逐日08时的850hPa和700hPa位势高度以及温度进行分型,选取最大聚类解释方差（ECV）所对应的31种天气分型结果,通过污染物浓度和空气质量指数AQI的变化特征,识别出九种污染天气型和四种清洁天气型,并进一步分析了不同天气型下环流形势和气象参数变化特征的差异。最后,通过兰州市冬季两次污染天气过程,对天气分型结果的合理性和适用性进行了检验。得到的主要结论如下:（1）空气质量指数AQI的年际变化和月变化特征显示兰州地区污染天气主要集中在采暖期;其中NO₂、PM₁₀和PM_2.5是兰州地区近几年超标的主要污染物,并且在采暖期以PM₁₀和PM_2.5为首要污染物的污染天气居多。（2）利用PCT客观天气分型方法对兰州市采暖期位势高度和温度进行分型研究,并通过聚类解释方差（ECV）评估各分型结果,根据颗粒物浓度和AQI指数的变化特征,可识别出九种污染天气型和四种清洁天气型,占总样本数量的43.8%。（3）九种污染天气型和四种清洁天气型对应的颗粒物浓度以及AQI指数值差异较大,表明本文筛选的天气分型结果所包含的污染超标天气数量、颗粒物浓度以及环境空气质量级别差异明显。（4）通过分析污染天气型和清洁天气型的环流形势及风场分布情况,按照850hPa兰州地区相对于天气系统的位置,将九种污染天气型主观概括为鞍型场、低压型和高压东侧型,当700hPa和850hPa风场以偏西风和偏南风为主时,易发生污染天气;四种清洁天气型均可概括为冷锋后部型,兰州地区主要受高压区域的影响,且多以偏北风为主,气象条件利于污染扩散。（5）不同气象参数与颗粒物浓度的相关性研究发现10米风速、边界层高度和通风系数与采暖期颗粒物浓度的相关性较高,并呈现负相关关系,当风速较大和边界层高度增高时,有利于大气颗粒物的扩散和稀释。（6）通过对兰州市2017-2018年两例采暖期污染天气过程的环流形势分析,检验了本次研究天气分型结果在兰州地区的合理性和适用性。