本文在嵌套网格空气质量预报模式系统(NAQPMS)的基础上,结合蒙特卡罗模拟方法搭建了多扰动的空气质量集合预报系统.利用该系统对京津冀及其周边地区“2+26”城市的PM2.5浓度进行预报试验,试验时段为2017年9～12月,模式水平分辨率为15km.研究发现,基于蒙特卡罗集合预报系统,采用“集合样本优选”均值集成法能显著提升PM2.5预报精度,大幅减小预报偏差.与所有集合样本的均值集成法相比,该方法将PM2.5预报均方根误差(RMSE)由58.0 μg m-3降低至34.7 μg m-3,将模拟—观测两倍因子百分比(FAC2)由67％提升至87％.此外,“集合样本优选”均值集成法对各污染等级的整体预报效果优于均值集成法.本文结果可为改进城市PM2.5预报效果和减小PM2.5预报偏差提供参考.