随着我国经济快速发展,空气污染给生态环境和人民生命健康带来了严重的危害,我国在大气污染治理方面也加大了监督力度与防治措施。尤其是“一带一路”的战略布局和“西部大开发”战略给西北五省（区）的经济发展带来良机和发展空间,但其脆弱的生态环境和复杂的地形地貌,使大气环境状况不容乐观。基于此,本文选取2015-2018年西北五省（区）33个地级市、13个自治州和5个地区的161个监测站点的大气污染物浓度逐时数据,利用ArcGIS软件的克里金插值法、GeoDa软件的ESDA分析方法对西北五省（区）大气污染物的时空演变特征进行探究,并利用SPSS相关性分析、最小二乘回归模型（OLS）和地理加权回归模型（GWR）对其自然社会经济因素进行分析,再利用MetoInfo软件中的Trajstat插件分别对银川市、西宁市、乌鲁木齐市、西安市和兰州市进行后向轨迹聚类分析、潜在源贡献（PSCF）和浓度权重（WCT）分析,探究这五个城市的大气污染输送轨迹和PM_2.5污染的潜在源区及其贡献特性,从而来研究远距离污染输送对大气污染物浓度的影响。主要结果如下:（1）从时间变化来看:空气质量指数及六项污染物浓度在2016、2017年期间大幅度上升,但是2018年下降,表明西北五省（区）整体空气质量在好转。冬季AQI（空气质量指数）和PM_2.5、PM₁₀、SO₂、CO、NO₂浓度较高,夏季较低,而夏季O₃浓度较高,冬季较低。（2）从空间分布来看:西北五省（区）空气质量在空间分布上具有较强的空间差异。2015-2018年期间AQI污染集中区范围从新疆地区逐步向东扩大,其他六项指标的污染高值区域也各不一样。AQI在季节性上变化为:冬季>春季>秋季>夏季,PM_2.5和O₃浓度季节性上变化分别为:冬季>秋季>春季>夏季,夏季>春季>秋季>冬季。（3）从空间聚集来看:西北五省（区）空气质量在空间聚集上具有较强的空间差异性。2015-2018年期间AQI存在极显著的正空间自相关关系,PM_2.5、PM₁₀、SO₂、CO、NO₂、O₃浓度指标也存在极显著的正空间自相关关系,表明它们在空间上都具有一定的聚集性,但是各项指标在这四年期间的聚集性强度各不一样。AQI和PM_2.5、O₃浓度的空间聚集性在四个季度上各不一样,其高聚集区域和低聚集区域也各不一样。（4）从影响因素对AQI的影响程度来看:影响因素具有时间和地区差异性。降水量、相对湿度和绿化覆盖率对AQI呈现负相关关系,对污染物浓度有一定的稀释作用,从而净化空气。而风速、气温、气压、日照时数、第二产业GDP比重、生产总值、总人口、工业生产总值、人均地区生产总值、工业二氧化硫排放量、工业氮氧化物排放量和工业烟粉尘排放量对AQI呈现正相关关系,它们的增加会加剧空气污染,风速会更容易导致植被稀疏的西北五省（区）发生沙尘现象而导致空气质量变差,其中绿化覆盖率、第二产业GDP比重和总人口是其主要影响因素。（5）从区域输送来看:五个省会城市的大气输送具有地区差异性。2015-2018年期间,银川市、西宁市、乌鲁木齐市、兰州市的气团轨迹运动大多数都是以新疆、甘肃和内蒙古为主,周围邻近国家为辅,而西安市气团轨迹运动则是以山东、河南为主,甘肃、内蒙古和重庆为辅,表明他们在区域输送方面互相影响。且它们在不同季节的气团运动的主要源地也均不同,根据PSCF和CWT分析可得:四个季节对其PM_2.5浓度具有一定贡献均是来自当地源或者周围地区及周边国家。