京津冀区域细颗粒物(PM_2.5)污染形势严峻,远高于环境空气质量标准限值,呈现明显的区域性、复合型特征,城市之间大气污染物相互输送对区域空气质量影响显著。本研究基于京津冀区域国控自动监测数据、加强观测站点数据以及系留气球垂直观测数据,采用正交经验分解（EOF）、主成分分析（PCA）、传输通量核算等方法详细分析了京津冀区域大气污染物时空分布特征、PM_2.5的主要来源;基于系留气球的垂直观测数据,分析研究了不同季节、不同天气形势下大气污染物垂直分布特征,并以天津为基础,计算了区域内污染物的传输通量,主要结论如下:采用EOF研究各项污染物的时空分布特征,将京津冀区域划分为八个区域。其中,区域I包括邢台、石家庄和保定,区域II为北京市,区域III包括天津市和唐山市,区域IV为沧州市,区域V为廊坊市,区域VI为邯郸市,区域VII为衡水市,区域VIII包括秦皇岛、承德和张家口。O₃污染相对PM_2.5来说,区域性表现更加明显。区域大气PM_2.5主要化学组分OC、NO₃^-、SO₄^2-、NH₄⁺、EC、Cl^-、Si、Fe和Al,夏季SO₄^2-含量高,春秋季NO₃^-含量高,冬季OC含量高;北京和天津NO₃^-含量较高,保定冬季OC含量高,石家庄冬季EC含量高,沧州春季Si含量高。京津冀区域PM_2.5主要来源为工业、机动车、二次无机粒子、地壳源和重柴油车,各城市来源存在一定差异。从垂直分布上看,清洁天气下,颗粒物、SO₂、NOx和CO浓度均随高度的升高而降低,而O₃浓度随着高度的升高呈现上升趋势。污染天气时,颗粒物浓度在逆温层以下随高度升高而升高,在逆温层以上随高度升高而降低;重污染过程期间,大气边界层较低,边界层以下,颗粒物浓度分布均匀。系留气球观测期间,西南方向传输通量最高,占总传输通量的51.5%。传输通量在156m高度处最高,其次是296m和46m。在近地面300m以内,PM_2.5传输通量占总传输通量的70%。典型重污染过程期间,PM_2.5在西南方向上的传输通量最高,占总传输通量的64.2%,156m高度处PM_2.5传输通量最高。近地面200m内PM_2.5传输主要以西南方向传输为主,200m以上传输方向较分散。该研究成果已在京津冀环境保护部门推广应用,为京津冀区域大气污染防治工作、区域空气质量的预测预报、重污染天气预警、重大活动空气质量保障提供了重要支持和服务。