京津冀地区是中国大气污染形势最严峻的区域之一,并且其自然状况和人为条件众多,因此,该地区的大气CO₂监测及模拟结果具有很高的示范代表性,并且易于应用到其他地区。本研究通过基准站,车载移动设备和探空垂直廓线进行了近地面CO₂的观测,同时对京津冀区域近地面的CO₂浓度进行了模拟。研究获得京津冀区域CO₂高时空分辨率变化特征,对揭示京津冀地区碳排放现状,落实碳减排政策,探索可持续发展道路,应对未来全球变暖趋势和气候变化等具有重要意义。研究的主要结论如下:（1）基于观测数据分析京津冀区域高低层CO₂浓度空间分布特征。京津冀地区CO₂浓度均超过400 ppm。不同城市地区CO₂浓度存在较大差异,该差异在冬季可达30-60ppm。CO₂浓度随着大气高度增加而减小,减小趋势在冬季最为显著。CO₂浓度在该地区的季节及日变化明显,CO₂浓度在冬季出现峰值而夏季出现谷值。CO₂浓度日变化差值可达7-43ppm,高低层CO₂浓度峰值大部分出现在上午而谷值大部分出现在下午。（2）应用Picarro和微型化仪器同时观测,证实低微型化CO₂监测仪在移动观测中具有可行性,其均方根误差在5 ppm,精度在1%左右。交通线源的排放对CO₂浓度的空间分布影响很大。（3）WRF-Chem模式能较好地模拟出四个观测站点的主要分布特征、日变化以及随时间变化趋势。但是在不同季节对不同站点的模拟中,模拟效果存在较大差异。影响模拟结果的因素主要包括位温,边界层高度以及化石燃料燃烧。其中,边界层高度与CO₂浓度有一定的负相关。CO₂浓度在边界层高度以下受到地面排放源影响明显,而在边界层以上受到地面源影响很小。