（2）20世纪70年代末80年代初，随着对大气边界层湍流特征的研究，研究者开展了大量室内试验、数值试验和现场野外观测等工作，发现高斯模型对许多问题都无法解答，这逐渐推动了第二代空气质量模型的发展。第二代欧拉数值空气质量模型中加入了比较复杂的气象模式和非线性反应机制，并将被模拟的区域分成许多三维网格单元。模型将模拟每个单元格大气层中的化学变化过程、云雾过程，以及位于该网格周边的其他单元格内的大气状况，这包括污染源对网格区域内的影响以及所产生的干、湿沉降作用等。这类模型在1980－1990年期间被广泛应用。这一时期一些三维城市尺度
光化学污染模式（如CIT、UAM等模式）、区域尺度光化学模式ROM以及酸沉降模式（RADM、ADOM、STEM等模式）开始得到研究。我国第二代空气质量模型主要有中国科学院雷孝恩基RADM模型建立的高分辨率对流层化学模式HRCM，中国科学院大气物理所等研发的区域空气质量模式RAQM和三维时变欧拉型区域酸沉降模式RegADM等。
（3）第二代空气质量模式在设计上仅考虑了单一的大气污染问题，对于各污染物间的相互转化和相互影响考虑不全面，而实际大气中各种污染物之间存在着复杂的物理、化学反应过程。因此，20世纪90年代末美国环保局基于“一个大气”理念，设计研发了第三代空气质量模式系统Medels－3/CMAQ，CMAQ是一个多模块集成、多尺度网格嵌套的三维欧拉模型，突破了传统模式针对单一物种或单相物种的模拟，考虑了实际大气中不同物种之间的相互转换和互相影响，开创了模式发展的新理念。当前主流的第三代空气质量模式还包括CAMx、WRF－CHEM等。特别是美国大气研究中心NCAR开发的WRF－CHEM模式考虑了气象和大气污染的双向反馈过程，在一定程度上代表了区域大气模式未来发展的主流方向。中国的第三代空气质量模式以中国科学院大气物理所自主研发的嵌套网格空气质量预报模式NAQPMS为代表，目前已在北京、上海、深圳、郑州等城市空气质量实时预报业务中得以应用。
