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本文面向WRF-Chem（Weather Research and Forecasting model coupled to Chemistry）模式的MOSAIC（Model for Simulating Aerosol Interactions and Chemistry）气溶胶方案,设计了基于IMPROVE（The Interagency Monitoring of Protected Visual Environments）方程的气溶胶观测算子,建立了基于三维变分同化理论的气溶胶资料同化系统,可以实现激光雷达气溶胶消光系数、卫星气溶胶光学厚度（Aerosol Optical Depth,AOD;Aerosol Optical Thickness,AOT）和气溶胶浓度等多源观测资料的同化。统计了模式MOSAIC方案16个气溶胶变量的背景误差协方差,并分析了其结构特征。发现不同控制变量的背景误差标准差有较大区别,近地面处最大的变量为OIN2.5-10,最小为NA2.5-10;背景误差标准差随高度的增加而减小,在边界层上部减小速率最快;背景误差水平相关系数的水平衰减特征差异较大,NH42.5的衰减尺度最大（25.5km）,OIN2.5-10的衰减尺度最小（13.2 km）。理想试验表明,同化增量场的分布与背景误差协方差的结构有很好的对应关系。利用2018年3月8日-15日的地面空气质量监测站点的PM(PM10和PM2.5)浓度资料、激光雷达消光系数资料以及葵花8号卫星AOD资料,进行了同化和预报试验研究。模式最内层（D03）区域内的PM资料同化试验、消光系数资料同化试验和两者的组合同化试验的RMSE分别比控制试验降低了140.6?g/m3（79.0%）、28.1?g/m3（15.8%）和140.2?g/m3（78.8%）,同化对预报的正效果持续时间为17小时左右。模式第二层（D02）区域内的PM资料同化试验、AOD资料同化试验和两者的组合同化试验的RMSE分别比控制试验降低了50.3?g/m3（70.7%）、22.9?g/m3（32.2%）、50.9?g/m3（71.3%）,同化对预报的正效果持续时间在24小时以上。