近年来,随着我国经济的发展与人民生活水平的提高,大气污染物排放量逐年增加,大气环境质量问题愈加突出,已对经济发展和社会生活产生了严重影响。在北方城市冬季采暖期时段,特殊的气象条件和陡增的能源消耗与污染排放使这一问题变得更为严峻,如何在保障经济、生活正常进行的前提下改善大气环境质量已成为当务之急。本文针对大气污染控制工作过程中实际排放信息难以掌握、估算方法易受人为干扰、减排措施理论依据不足等问题,对北方典型城市哈尔滨采暖期大气污染源强的快速估算方法、各类污染源减排贡献估算方法、以及城区之间大气污染传输影响估算方法进行了研究,并对算法的不确定性进行了分析。首先基于采暖期大气污染源强基本恒定的基本假设,根据极端重污染天气满足箱式大气质量模型的应用条件,利用基于ArcGis以及Mapinfo地理图形处理软件联用的泰森多边形网格工具进行大气污染研究区域划分,建立了哈尔滨市箱式大气质量模型;利用哈尔滨市采暖期大气污染最重时间段的分区分时空气质量数据,采用Matlab中的优化算法,对哈尔滨采暖期的大气二氧化硫SO₂和氮氧化物NO_x污染源强进行了估算,得到2016年至2017年采暖期哈尔滨市区大气污染物NO_x、SO₂平均排放源强约为436t/d,155t/d;利用哈尔滨市岭北监测点所在区域源强不同时段的空气质量数据对该算法进行精确度验证,其相对中值误差e0.5<15%;不确定性分析结果表明,该算法具有较强的稳健性,估算结果可靠性强。利用该算法可同时对混合层高度和平均风速等难以观测的参数值进行估算,估算值均在合理范围之内,表明在重污染气象条件下,利用该方法可为相关的气象参数获取提供技术支持。在上述研究的基础上,本文确定北方典型城市在采暖期供暖燃煤,机动车排放尾气以及秸秆焚烧为主要调控目标,在供暖燃煤量随室外温度实时调整、单双号限行、污染天气预报前全面禁止露天焚烧秸秆的情景下,分别建立三者的排放源强削减量估算模式,并分析不同调控措施及措施的联用的减排潜力及其改善空气质量的能力,结果表明,在供暖燃煤量随室外温度实时调整措施对SO₂的减排能力最强,采用单双号限行措施对大气中NO_x的减排能力最好,基于污染气象预报的秸秆焚烧期调控可分别使SO₂和NO_x减排1.9%和5.6%。为考察北方城市重污染天气下城间大气污染是否存在着相互影响,本文基于情景分析法,设定大气扩散条件最差的天气情景,在此基础上,利用大气扩散模型对北方典型城市哈尔滨、沈阳、长春大气污染之间的相互影响进行计算,结果表明我国北方城市间存在着大气污染物的相互贡献作用。鉴于以往联防联控工作中存在的一些问题与缺陷,在明确大气联防联控目标的基础上,对北方城市的大气联防联控工作中源头治理、空气质量预警与日常管理和各行政区间数据共享三大方面提出改进建议。