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京津冀区域工业化和城市化发展,每年消耗了大量的化石燃料资源,火电厂及重污染企业排放大量的烟（粉）尘、S02、NOx等,是雾霾污染的主要组成成分。近年来,国家和各级政府也逐渐加强了对空气质量的重视程度,出台了一系列的政策法规,如发布《大气污染防治行动计划》（大气十条）,期间中国的空气质量也得到了显著的改善。但大气环境面临的形势仍然严峻,尤其是京津冀区域,依然是雾霾的多发地,需要在大气污染治理和经济发展之间找准平衡点。本文对空气质量的历史数据进行分析,并利用WRF模型对京津冀区域的雾霾进行模拟,进而分析雾霾的成因。设计并实现了区域大气环境模拟分析系统,对监测数据及模拟结果进行可视化分析,为区域污染研究提供支持。具体的研究内容如下:（1）空气质量数据和气象同化资料数据库的建立:通过多种渠道搜集了包括全国1500个气象站点,包含AQI、PM2.5、PM10和S02等8种数据指标,时间跨度从2000年至今的逐小时空气质量数据。同时下载了从1979年开始30余年的ERA同化资料,数据量达到10余TB。并根据这些数据建立了相应的数据库,为后续的数据模拟和平台搭建奠定了数据基础。（2）京津冀区域PM2.5时空分布特征分析:对《大气污染防治行动计划》发布以来，2014年至2018年10月的京津冀区域PM2.5气象站点监测数据进行详细分析。从日均浓度分布、污染天数年变化、日均指数月变化趋势和重度污染天数等方面,分析京津冀区域雾霾污染的分布特征。（3）京津冀区域火电厂水蒸气及烟尘排放分析:使用国家统计局公布的火电厂装机容量和发电量数据,对京津冀区域单位时间内火电厂水蒸气排放量进行计算。并对火电厂除尘设备进行归类,统计各种除尘设备的烟尘和PM2.5过滤效率,从而分析出京津冀区域燃煤火电厂年度烟尘排放总量情况。（4）构建WRF-Chem模拟参数化方案:通过对空气质量模型的发展历程进行分析,并结合京津冀区域的特点,选定了模拟的研究区域和对应的参数化方案,构建了 WRF-Chem模拟的人为排放源清单。（5）京津冀区域雾霾模拟结果及成因分析:对雾霾模拟的结果进行数据后处理,提取相关的污染物指标,并进行可视化分析。首先对模拟的结果与监测值进行对比,验证结果的可信度。其次,结合京津冀区域的地理和气候特征,详细分析2016年12月的一次持续重度污染过程,并对雾霾的成因进行分析。（6）区域大气环境模拟分析系统开发:以本文前期搜集和模拟的数据结果为数据支撑,使用相关的计算机图形处理技术,对京津冀区域空气质量历史数据和模拟结果进行可视化分析展示,实现雾霾模拟输入文件的预处理工作,为气象研究人员和政府机构提供相关的计算机辅助支持。