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我国重污染呈现愈演愈烈态势，重污染事件在供暖季节（污染频发期）尤为频发。本文利用北京2013-2015年采暖期逐小时PM2.5浓度数据、再分析资料、气团后向轨迹、气溶胶雷达数据以及探空数据综合分析了北京地区重污染状况，概括了重污染发生时常见的天气形势，探讨了重污染形成原因与天气形势的关系，并分析了污染物及气象因素的垂直特征。研究结果表明:2013-2015年采暖期北京发生重污染（日均PM2.5浓度大于150μg/m3）的天数分别为36、28及35天，即北京采暖期21.9％的天数受重污染天气影响。2月份重污染事件最为频发，发生频次为27.3％。当北京地面为高压影响下的重污染过程，其天气形势特征:高空500hPa多东移的槽脊，当位于脊后槽前时，为上升运动，西南风，850hPa多暖平流，西南风输送暖湿气流，湿度较大，地面偏南风，可能会存在污染物的输送;地面为低压控制时，500hPa一般为稳定的西风气流或西北气流，低空850hPa可能存在暖平流，地面常伴随弱的风场辐合，导致污染物累积;当地面为均压场时，高空500hPa多为脊后槽前的形势，低空无明显冷暖平流，地面等压线稀疏或无等压线，静风天气。这三类结构引发的重污染天数分别占总重污染天数的47.3％、18.2％及34.5％。进一步分析重污染成因与天气形势关系表明:北京地面受高压系统控制时，污染时间持续最长，也最为频发(47.3％)，PM2.5平均浓度最高可达258.8μg/m3，且常伴随来自西南方向的污染物输送，北京上空1km附近存在逆温和逆湿。对污染传输路径研究发现:主要存在三条输送通道，①天津-廊坊-北京、②沧州-廊坊-北京、③石家庄-保定-北京。 重污染发生时，北京地区近地面水平风速＜2m/s，为静风天气，垂直方向上无明显风速切变;大气的水平和垂直运动弱，污染物的扩散条件差。此外，近地面的偏南风或偏东风，将会增加北京地区的湿度，有利于颗粒物的二次生成，将加重污染程度。受地面高压影响的重污染过程中，近地面逆温不明显或很弱，一般在500米至1500米之间出现明显的逆温层;近地面相对湿度维持在较高水平，常在80％以上，甚至在90％以上，且相对湿度随高度变化不明显。常存在稳定的相对湿度层，说明大气垂直运动弱，层结稳定。逆温和高相对湿度，对北京地区高压影响下的重污染过程的加重和持续，起着重要作用。受地面低压影响的重污染过程中，近地面逆温不明显。存在逆温层时，逆温层很薄，维持时间较短，或温度随高度缓慢降低。近地面相对湿度较低，一般在50％-60％左右，随高度增加（1500米以下）整体常成下降趋势。当地面为均压场时，温度和相对湿度随高度的变化有明显的特征:常常出现多个逆温层，近地面为相对较弱的逆温，在1000米左右出现较强逆温层且该逆温层逐渐下压与厚度增加将导致重污染持续加重。 利用AACM模型模拟2014年3月24-27日重污染过程，并验证输送通道。污染物的纬向分布能够明显的说明污染物的传输路径，并输送高度大约在300-900米之间。 鉴于目前数值模式对天气形势的预报较为成熟，本文对区域重污染过程与天气形势之间关系以及不同类型下气象因子垂直特征的研究，有助于为北京地区空气质量的精准预报预警提供科学支持。