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近年来，西安城市空气环境质量逐年下降，灰霾事件多发，PM2.5受到更多人的关注。PM2.5粒径微小，易通过呼吸进入肺部，可对人类健康造成严重的危害。本文在2009.11～2012.12开展了针对PM2.5的观测实验研究，系统的获得西安市南郊大气中PM2.5高分辨率下的时间序列分布特征。在此基础上，采集了冬季典型时段（Ⅰ.春节期间、Ⅱ.晴好天气、Ⅲ.沙尘过程）的PM2.5高分辨率下的时间序列分布样品，探讨了碳组分的实时变化特征、天气条件对气溶胶的影响、细尺度下大气碳气溶胶变化过程，分析了气象因子对PM2.5及其碳组分的影响。监测期西安市三年PM2.5年均浓度分别为73.470±55.357μg/m3、107.208±75.626μg/m3、110.010±77.449μg/m3。对比国家二级标准，三年年均浓度均超标，超标倍数分别为2.10，3.06，3.14。进一步分析三年PM2.5四季浓度日均分布，各季节浓度超过二级（75μg/m3）标准限值所占比率为：冬季（64.09%）＞秋季（62.40%）＞春季（50.05%）＞夏季（38.00%）。四个季节PM2.5的浓度都在逐年上升。三年采暖期PM2.5日均浓度分别108.605±75.893μg/m3、112.217±84.354μg/m3、146.160±94.550μg/m3。三年采暖期PM2.5日均浓度均超过二级标准的阀值，超标情况为：2010年超标1.45倍，2011年超标率1.50倍，2012年超标率1.90倍。说明西安市PM2.5污染的总体趋势还在逐渐加重。采样期西安市OC、EC和WSOC浓度均值分别为48.651μg/m3，12.921μg/m3和19.900μg/m3，三种组分浓度均值在三时段内分布有所差异：OC和WSOC呈Ⅱ> Ⅰ> Ⅲ变化趋势，EC呈Ⅰ> Ⅱ> Ⅲ变化。三种组分日分布在各时段存在差异，其中EC分布较为稳定，在三时段皆呈早晚双峰分布，表明在冬季EC来源相对稳定，主要源于燃煤的排放；OC在Ⅰ时段和Ⅲ时段与EC变化类似，说明此时二者有相同的源，Ⅱ时段OC呈昼高夜低分布特征，表明该时段因白天光化学反应强烈而生成二次有机碳。WSOC和WSOC/OC的变化与OC相同，外来传输源对碳组分有一定影响。三种组分相关关系表明冬季OC、EC来源相同，主要源于燃煤和汽车尾气，WSOC与OC相关性良好，与EC相关性最低，表明WSOC多为二次生成的有机物。冬季采用OC/EC最小值法估算SOC浓度均值为20.164μg/m3，占OC的比例为36.549%，SOC浓度分布在三时段呈Ⅱ>Ⅰ> Ⅲ变化同时采样期SOC浓度白天22.548μg/m3，高于夜间17.718μg/m3，表明冬季晴天有利于光化学反应的发生而形成SOC，SOC是大气有机物的重要组成部分。PM2.5和其碳组分与气象因子的相关关系存在差异，说明气象因素对PM2.5的影响复杂。西安地处谷地，低空大气流动缓慢，垂直气流和湍流活动较弱，大气层结稳定度高，混合层高度较低，大气扩散能力较弱，成为PM2.5污染物堆积之地。地理地形造成西安特殊的气象条件，不利于颗粒物扩散，易形成灰霾天气。因此控制西安PM2.5污染应主要针对人为源