我国PM_2.5重污染天气对人群健康构成严重威胁，其防治已成为国家环境治理的重点议题。PM_2.5污染的化学机制复杂，区域传输与本地各类行业排放相互交织，导致污染源解析困难；同时，大气污染作为一个高维非线性的动态系统，涉及多尺度过程及多源不确定性，这为重污染天气的科学调控带来挑战。大气化学传输模式（CTM）可刻画大气污染的时空动态过程，描述源排放变化与空气质量的对应关系，是重污染天气优化调控的科学基础。然而，目前重污染调控主要依赖于本地应急预案，高维非线性优化调控问题尚未解决，基于CTM实时制定精准可行控制方案的工作仍较为有限。本研究应用最优控制理论与方法，提出基于模式迭代的区域PM_2.5重污染天气优化调控方法。该方法综合考虑区域污染传输影响、污染来源动态解析、地区应急减排措施等物理约束形成减排预案，以预案更新模式做迭代计算，直至全域环境模拟达标，最终生成重污染天气优化调控的减排指导方案。在呼包鄂和长三角两个不同特征典型城市群开展控制模拟实验，实验结果表明，该方法相较于常规方法能够实现更高效的污染控制。本研究表明基于CTM的重污染天气优化调控在计算上是可行的，在效果上是有效的，为未来精细化、实时化的重污染调控提供了新的技术路径。

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