ماهیت جو زمین به‌گونه‌ای است که هیچ‌گاه به‌صورت خودبه‌خودی آلودگی ایجاد نمی‌کند. البته به‌طورمیانگین تیرگی جو در دهه‌های گذشته بیشتر شده است. در واقع، از زمانی که بشر در کره زمین به‌ویژه نیمکره شمالی به توسعه صنعت و شهرنشینی پرداخت، تیرگی جو بیشتر شد. اما به‌طورکلی آلاینده‌های حاصل از فعالیت‌های بشری نسبت به تیرگی جو بسیار بیشتر بوده است. بنابراین، درصد کمی از آن آلودگی که در شکل کلی اتمسفر شهرها دیده می‌شود، مربوط به پدیده تیرگی جو است که فرآیند صنعتی شدن و تولید گازهای گلخانه‌ای و ذرات معلق منجر به ایجاد چنین پدیده‌ای در طول چند دهه شده است. گفتنی است، پدیده تیرگی جو در نیمکره شمالی بیشتر از نیمکره جنوبی است که دلیل آن به تمرکز جمعیت در نیمه شمالی کره زمین و حجم زیاد آب در نیمه جنوبی آن برمی‌گردد.

تیرگی جو که تاحدی آلاینده دارد، به‌قدری نیست که بتوان آن را عامل مهمی در جو آلوده شهرها در نظر گرفت. به‌عبارت روشن‌تر، منابع آلاینده‌ساز در کلانشهرها به‌ویژه تهران و دیگر کلانشهرهای کشور، سهم بسیار بیشتری در ساخت اتمسفر آلوده دارند تا پدیده تیرگی جو. به‌طورکلی آلودگی‌های شهری حاصل رفتار انسانی است و چندان نمی‌توان این مسئله را به گردن طبیعت و اتمسفر انداخت.

در این شرایط، اگر سرعت باد به میزانی برسد که به جابه‌جایی هوای ساکن بینجامد، نقش اتمسفر را در کاهش میزان آلاینده‌ها می‌توان پی برد. در واقع، سیستم‌های جوی با ارسال سامانه‌ها به مناطق مختلف اتمسفر در برخی مواقع منجر به تصفیه هوا می‌شوند. اما اگر وزش باد ضعیف باشد و پدیده جوی هم وجود نداشته باشد، معمولا آلودگی‌ها در هوای نسبتا سرد و در لایه‌های زیرین جو انباشت پیدا می‌کنند و نزدیک به سطح زمین جمع می‌شوند و میزان استقرار آلاینده‌ها در جو روز به روز بیشتر می‌شود.

تغییرات اقلیمی از آنجایی که منجر به تغییرات سیستم‌های جوی می‌شوند، نقشی جدی در تعداد روزهای آلوده دارند. در واقع، اگر به‌طورمیانگین هر هفته موجی از بارندگی وارد یک شهر می‌شد و هوا را تصفیه می‌کرد، اکنون باوجود تغییرات اقلیمی این نظم برهم‌خورده و مدت زمان ورود موج‌های باران‌زا طولانی‌تر شده است. در واقع، با ورود موج‌های باران‌زا میزان آلاینده‌ها در شهرها به‌شدت کاهش می‌یابد، اما اگر سامانه‌های فعالی که باد ایجاد می‌کند و منجر به کاهش آلاینده‌ها می‌شود، تعدادشان کمتر شود یا گذر نکنند، مدت زمان طولانی‌تری با شرایط پایدار مواجه خواهیم بود. تغییر اقلیم، فراوانی گذر سامانه‌ها را بر هم می‌دهد و ما با تعداد روزهایی که تداوم پایداری بیشتری دارند، مواجه می‌شویم. بنابراین، علت اصلی استقرار زیاد آلاینده‌ها در پاییز، افت دما و پایداری جوی است.

در کل، نقش تغییر اقلیم در مقایسه با نقش انسان در انتشار آلاینده‌ها بسیار بسیار کمتر است. در واقع، استفاده بیش از اندازه از سوخت‌های فسیلی و تعداد زیاد خودروها در خیابان‌ها و سوخت‌های بی‌کیفیت و فعالیت‌های صنعتی حاشیه شهرها، دلیل اصلی ایجاد این آلودگی‌ها هستند.بی‌برنامگی، مهم‌ترین عامل تشدید آلودگی هوا در کلانشهرهای کشور است. برای مثال، مدت‌ها است که قانون هوای پاک تصویب شده، اما تاکنون رنگی از اجرا به خود ندیده و امروز آلودگی هوا تبدیل به یک ابربحران شده است و تعطیلی مدارس و ادارات هم، کاری از پیش نمی‌برد.باتوجه به اینکه الگوهای جوی و جبهه‌ها تنوع زیادی دارند، هرکدام تاثیر متفاوتی بر هوای یک منطقه می‌گذارند. در حالت کلی، جو در ۲ نوع جبهه گرم و سرد در فصول سرد سال وارد کشور می‌شود که هرکدام از ویژگی‌های خاص دمایی فشاری و سرعت باد برخوردارند و الگوی بارش در هر کدام از این جبهه‌ها متفاوت است. همچنین براساس مکانیزمی که دارند، ممکن است، زمان گذر آنها طولانی‌تر یا کندتر باشد و همین در میزان وزش باد هم تاثیرگذار است. پیش از آنکه، جبهه هوایی به یک منطقه برسد، شرایط پایداری در جو حاکم است، حتی ممکن است اندکی بارندگی هم اتفاق بیفتد، اما هوای نسبتا سرد و پایداری حاکم است که موجب استقرار زیاد آلاینده‌ها شده است.

جلوی جبهه گرم هوا سرد و پشت آن دمای هوا گرم‌تر است، اما در جبهه سرد عکس این حالت وجود دارد و در این جبهه، تفاوت دمای قابل‌محسوسی دیده می‌شود. گفتنی است، چرخش باد در جبهه سرد با سرعت بیشتری اتفاق می‌افتد. باد حاصل اختلاف فشار است؛ حال باید دید کدام جبهه استقرار بیشتری بر فراز جو دارند. در جبهه سرد، به‌دلیل اختلاف فشار و دمای بالای ابتدا، میان و انتهای جبهه سرد باد بیشتر و بارندگی رگباری‌تر است، اما به‌سرعت شرایط پایداری در جو حاکم می‌شود، اما در جبهه گرم که شیب تغییر فشار میان ابتدا و انتهای آن ملایم‌تر است و اختلاف دمای کمتری وجود دارد، معمولا بارندگی‌ها طولانی‌مدت و آرام است و معمولا شرایط ناپایداری جو بیشتر خواهد بود که هنگام استقرار جبهه گرم، روزهای پاک بیشتری در شهرها حاکم است.