多年调查研究表明,城市空气质量好坏与季节及气象条件的关系十分密切。在冬季采暖期，北京市和北方许多城市的大气污染元凶是燃煤烟雾，其次是汽车尾气，两者的共同作用使空气污染更加严重；而在非采暖期，则以大量的机动车尾气和悬浮颗粒物污染为主。相对于每周或每天而言，当污染源排放量没有大的变化情况下，风、雨、气压、温度等气象条件直接影响空气质量的好坏，使空气污染指数会有很大的差别。例如1998年9月下旬，北京市不少行人感到眼睛干，嗓子疼，街面空气呛人。这与当时静风天气闷热有密切关系。首先，大气逆温现象直接影响大气污染物的扩散。逆温是空气温度随高度增加而增高的大气垂直层结现象。一般来说，冬季逆温层较强较厚，维持时间较长；夏季则相对偏弱。通常在晴朗微风的夜间有逆温现象存在，使低层大气比较稳定，非常不利于污染物扩散。太阳出来后，随着地表温度的升高，使逆温层逐渐消失，大气湍流混合和垂直对流加强，有助于污染物质的扩散。 冬天，一场冷空气过后，特别是其后连续几天不刮风或只刮微风，人们会渐渐感到空气污浊；如果近地面层空气湿度较大，又常常会有雾相伴随着。造成这种现象很大程度上与逆温有关。出现逆温天气会加重大气污染，危害人们健康，因此，有人称逆温是冬天的隐性杀人帮凶。一般条件下，气温是随着高度的增加而降低的，平均每上升100米，温度约降低0.6度，这样，大气低层温度高，空气密度小；高层温度低，空气密度相对较大，造成了“头重脚轻”的现象，大气层结就不稳定容易上下翻滚而形成对流，这样就会使低层特别是近地面层空气中的污染物和粉尘向高空移散，从而减轻在大气低层污染程度。可是，在某些特定条件下，比如上述的一场冷空气过后，却会出现气温随高度增加而升高的现象，导致空气“脚重头轻”，大气科学中称这种现象叫“逆温”。发生逆温的大气层叫“逆温层”。逆温层的厚度可从几十米到几百米，它就像一层厚厚的被子盖在地面上空，空气不能向上扩散，“无路可走”又向下蔓延，从而加重了大气污染。美国美丽的滨海城市洛杉矶，却被人们称为美国的“烟雾城”，这是因为每年从８月到10月，洛杉矶有60天左右笼罩在烟雾之中。1943年９月８日，洛杉矶城区被烟雾笼罩了整整一天，使上千人中毒，最后有400多人死亡，一夜之间，草木枯黄，使当时的洛杉矶失去了优美的环境。调查表明，是日益增多的现代化交通工具-汽车排放的尾气形成了这种烟雾。另外，还由于洛杉矶上空，一年中约有三百天出现逆温，使这种烟雾形成之后，常常积聚不散。震惊一时的伦敦烟雾事件，与出现逆温有关。在1952年12月５日至９日这几天里，由于冷空气过后，使得接近地面的空气温度比高层空气温度还低，形成了逆温。一连几天，空气几乎静止不动。当时正值隆冬季节，从家庭和工厂的烟囱里排出的烟尘散不出去，而且越积越多。在这次烟雾事件中，整个伦敦地区有400多人死亡。在毒雾过后的两个月中，又陆续有8000多人死亡。
对我国北京以及北方城市空气污染影响最大的是辐射冷却造成的逆温。秋末和冬季晴朗无风的天气里，一到傍晚日落时，地面强烈地向空中辐射热量，使地面和近地面空气温度迅速下降，而上层空气降温较慢，从而出现气温上高下低的现象，形成逆温层。又因为冬季昼短夜长，晚上辐射降温时间长，往往使低空辐射逆温层更多出现。白天，由于日照增温不足，使逆温层终日难以破坏，所以人们常会见到大气污染物整天覆盖着地面，特别是在城区，天空总是灰蒙蒙的。北京1999年11月中下旬里有几天大气污染指数升高在很大程度上与这种逆温有关。一般来说，我国北方城市冬季常会出现逆温天气，导致空气污染比其它季节要严重得多，而且一天中，由逆温造成空气污染的高峰时间一般在清晨日出前后或傍晚以后，因此，遇有逆温天气出现时，要调整自己的户外活动和开窗通风时间，即最好不要进行室外活动，以免吸入有害的污染物。还要避开空气污染高峰时间开窗透气，以免使受到污染的室外空气进入室内。
