目前我国的大气污染形势十分严峻，污染物的长距离传输和跨界输送，导致了“大气污染的区域化”。东部三大区域的大气复合污染已相互联接，形成历史上规模空前的复合污染态势。
研究表明，京津冀西依太行山脉，北部为高原，南部为平原，整体地势西北高，东南低，由于太阳辐射加热差异，京津冀地区存在山地平原风环流，白天谷风从平原吹向山区，偏南风为主；夜间为山风（偏北风），较为干净的偏北气流可稀释平原污染物浓度。大范围静稳天气控制下，弱偏南风显着，加剧京津冀地区PM2.5区域输送并显着堆积。静稳天气时，边界层高度较低，山谷风环流受抑制，北风减弱，南风增强，造成污染气团浓度持续累积并被输送，形成一个大范围的污染烟团。
污染物跨区传输的特点决定了必须针对多种污染物采取区域协同控制的技术途径。同时，针对重污染天气的预报预警以及应急控制也亟需建立各地自己的业务预报模式，实现区域污染的联动预报预警。
PM2.5和臭氧预报对气相化学、液相化学、气溶胶动力过程等复杂化学过程更加敏感，气象因子与气溶胶物理化学存在复杂的耦合关系，PM2.5和臭氧在区域间存在复杂的相互输送，准确预报预警仍存在巨大挑战。
因此，首先，要自主建立新模式。突破区域污染模拟、预测和调控的技术瓶颈，研制出我国自己的具有国际领先水平的区域大气污染模式和预报系统，并能实现区域和城市的空气质量预报和预警。
其次，发展模拟新技术。在保证模式预报时效性的前提下，使模式能够实时同化各种来源、各种格式的监测数据；发展污染源反演技术，有效集成各种监测数据，及时更新并降低污染源的不确定性；基于模式不确定分析，建立多扰动模式集合预报系统，并通过集合预报方法集成多扰动预报结果，降低模式预报的不确定性，并可实现概率预报。
此外，亟需在国家层次上突破区域尺度多目标空气质量模拟和调控的技术瓶颈，实现重污染天气下污染源实时追踪和来源解析，根据污染的地区来源以及行业贡献，快速动态制定协同控制方案；在模式中耦合区域、城市环境容量计算模块及建设项目的影响评估模块，服务于区域环境战略环评、规划环评以及项目环评，从源头遏制空气质量恶化的趋势，力争尽快实现区域空气质量的持续改善。
（作者系中科院大气物理研究所研究员、大气边界层物理和大气化学国家重点实验室主任）