近年来,我国环境空气质量显著改善,但PM2.5区域和局地污染事件仍时有发生,危害生态环境和人体健康。与个例的研究相比,对近年来污染事件的特征进行统计分析,并揭示其成因,对区域和局地大气污染防治的科学决策具有重要意义。目前,黄河中上游及其周边地区PM2.5区域和局地污染事件的特征和成因还缺乏系统性研究。因此,本文将区域极端气候事件客观识别的思想和方法引入环境污染领域,提出了识别不同时空影响尺度污染事件的方法。基于PM2.5地面监测数据,对黄河中上游及其周边地区的PM2.5区域污染日、次区域污染日、局地污染日和PM2.5区域持续污染（Regional persistent pollution,RPP）事件进行识别统计,并利用随机森林模型、天气分型、空气质量模式等方法,对该地区PM2.5RPP事件和局地污染事件特征及成因进行分析研究。2015-2020年黄河中上游及其周边地区中77%的城市（多位于兰州以东）PM2.5区域污染发生日数（占总污染日的50%以上）远高于次区域和局地污染,该地区因区域污染使PM2.5日均浓度超过75μg/m~3而增加的总死亡人数为7511（95%CI:5141,9528）人,由此造成经济损失500765（95%CI:342763,635221）万元,占三类污染造成损失的92%。2015-2020年黄河中上游及其周边地区共发生PM2.5RPP事件75次,其中47次（63%）发生在冬季。除易受沙尘影响的城市外,各城市受RPP事件影响次数、持续时间和污染浓度成正比,各城市群受RPP事件影响大小排序为:中原＞关中＞晋中＞呼包鄂榆≈宁夏沿黄＞兰州-西宁。将受RPP事件影响的日称为RPP日,按PM2.5浓度空间分布特征将其分为6种类型,每种类型RPP日下平均污染带的影响地区和影响范围有所差异,其中影响范围最小的一类其平均污染带位于关中和豫西的盆地地区,最常在RPP事件首日（37%）出现,其它类的平均污染带也均包括关中和豫西的盆地地区,显示出该地区RPP事件发生频繁,且RPP事件主要起源于该地区。除受沙尘影响外,RPP事件中的连续两日通常属于同一类型的RPP日,这表明RPP事件发生时,区域污染带常处于静稳天气控制下,导致其前后两日影响区域和范围变化不大。与非RPP日相比,黄河中上游及其周边地区在RPP日更频繁地遭受强传输和空气停滞的影响。RPP日污染带城市与非污染带城市相比,发生强传输的频率从28%提高到64%,空气停滞的概率从45%提高到49%。区域污染常受PM2.5输送和空气停滞共同影响,但其污染带的空间分布主要由PM2.5输送强弱决定。关中平原中部在非RPP日和RPP日均是向黄河中上游及其周边地区输送PM2.5最主要的地区,其在每种类型RPP日中的传输贡献均十分突出。天气分型结果表明,E、A和SE型天气型控制下RPP日发生的概率显著升高,且污染带城市与非污染带城市相比,其边界层高度、地面相对湿度和风速等气象条件更有利于污染形成。随机森林建模结果表明,当考虑天气变化时,汾渭平原的区域污染日数减少但污染浓度升高（14～22μg/m~3）,其余地区大部分城市的区域污染日、次区域污染日和局地污染日日数均增多,其中以黄河上游沿岸城市最为突出（区域污染日数增加52～102日）。不考虑天气变化时,区域污染带长期集中在高排放地区。但随着天气的变化,区域污染带的影响区域和范围更为多样,同时单次RPP事件的持续天数也大幅减少。RPP日中,污染带城市PM2.5浓度主要受月尺度以上源排放影响（54±15μg/m~3）。月气候条件（11±8μg/m~3）、天气变化（22±7μg/m~3）均加重污染带城市的污染程度,短期源排放变化（0.6±0.3μg/m~3）的影响不明显。月尺度以上的排放和月气候条件对汾渭平原城市区域污染浓度的影响最为突出（＞75μg/m~3）,天气变化则对黄河上游沿岸城市影响更大（25～39μg/m~3）。在PM2.5局地污染事件方面,以兰州市寒衣节为例进行了研究。基于随机森林方法和WRF-Chem模式结果表明祭祀活动是2015-2020年寒衣节夜间PM2.5的重要来源,其在高峰期对城区PM2.5浓度的影响（35%至60%）高于农村（6%至42%）。不利气象条件进一步放大了祭祀排放影响,如2020年城区平均被放大了1.5倍,使人群遭受了更高浓度的PM2.5危害。2015-2020年祭祀排放源的气象标准化贡献浓度（指示祭祀排放强度）呈现上升趋势,且城区年增长率高于农村,但2017年低于其它年份,表明了《大气污染防治行动计划》政策对祭祀活动的有力管控。