El modelo WRF a menudo tiene dificultades para replicar con precisión características específicas de la capa límite atmosférica, particularmente en condiciones altamente estables. En este estudio, reconstruimos un módulo de nudging OBS utilizando datos meteorológicos con alta resolución espaciotemporal, y luego lo acoplamos en el modelo WRF (WRF-OBS) para mejorar la simulación de la capa límite estable (SBL) sobre la Llanura del Norte de China (NCP). Los resultados mostraron que WRF-OBS mejoró la simulación de las características de la SBL y redujo significativamente la desviación de las observaciones. Las correlaciones (R) entre las simulaciones de WRF-OBS y las observaciones de temperatura a 2 m, humedad relativa y velocidad del viento a 10 m en 460 estaciones a través de la NCP fueron 0.72, 0.56 y 0.75, respectivamente, que fueron mucho más altas que los valores de los resultados del modelo WRF no asimilado (WRF-BS). Los perfiles verticales simulados de temperatura, humedad relativa y viento fueron generalmente consistentes con las observaciones en la estación de Pingyuan. También se investigaron los factores meteorológicos que causaron una fuerte contaminación del aire basándose en la simulación de WRF-OBS. Las características de la SBL obtenidas de WRF-OBS mostraron que el viento ligero persistió sobre la región de la NCP durante el período de alta contaminación, y Pingyuan se vio afectada por aire cálido y húmedo. Verticalmente, la inversión de temperatura persistente en la estación de Pingyuan fue uno de los principales impulsores de la fuerte contaminación. La simulación de WRF-OBS capturó muy bien las características de las dos capas de inversión de temperatura. Las dos capas de inversión cubrieron la NCP, con una escala horizontal de aproximadamente 200 km, y crearon condiciones muy estables, impidiendo la difusión vertical de contaminantes y manteniendo altas concentraciones de PM.