Задача изучения метеорологических условий, которые влияют на загрязнение воздуха по городу в целом (на фоновое загрязнение), по ряду причин очень сложная. Для каждого источника выбросов, которое создает в городе очаг концентрации примесей, существуют свои неблагоприятные метеорологические ситуации, которые определяют максимальное загрязнение воздуха. Очевидно, что в городе может наблюдаться опасная совокупность примесей при различных ситуациях. При обработке информации естественно нельзя отделить фоновые концентрации вредных веществ в атмосфере от тех концентраций, которые создаются непосредственно выбросами отдельных объектов.
При статической обработке информации из большого числа одновременно влияющих факторов не всегда можно выделить отдельный фактор. Однако, это не означает, что реальное влияние этого или другого фактора на содержание примеси в воздухе отсутствует. Сложность статистического анализа метеорологических условий загрязнения воздуха в городе определяется и тем, что характер зависимости концентраций примесей от какого-нибудь параметра и теснота связей в ряде случаев зависит от сопутствующих метеоусловий. Далее будет показано, что зависимость загрязнения воздуха от скорости ветра определяется состоянием устойчивости и наоборот. Связь концентрации с температурой воздуха – скоростью переноса и т.д.
Влияние направления ветра на загрязнение атмосферы в больших городах, где многочисленные источники выбросов относительно равномерно размещены по территории, связи между концентрациями примесей и направлением ветра выражены слабо. В то же время в целом по городу определяются не благоприятные направления ветра, при которых содержание примесей в атмосферном воздухе повышается. Влияние направления ветра на загрязнение городского воздуха определяет целый ряд факторов, а именно: размещение источников выбросов, рельеф, местная циркуляция, влияние самих объектов на ветровой режим, а также взаимосвязь всех факторов. (Сонькин) Во время анализа загрязнения городского воздуха выявлены два максимума концентраций в зависимости от скорости ветра на уровне флюгера: при штиле и при скорости 4 – 7 м/с. Во время штиля основную роль в загрязнении воздуха играют низкие выбросы, особенно зимой. Усиление второго максимума концентраций (при скорости ветра 4 – 7 м/с) летом связано с часто возникающими конвективными условиями, во время которых имеет место интенсивное поступление к земле выбросов от высоких источников. Общими для всех городов и сезонов являются следующие закономерности: при устойчивой стратификации загрязнение воздуха уменьшается с усилением ветра; при неустойчивой стратификации максимум загрязнений воздуха отмечается при скоростях ветра, приближенных к опасным для основных источников выбросов; Влияние термической стратификации на загрязнение городского воздуха в зависимости от скорости ветра в приземном слое следующие: загрязнение воздуха в большей мере зависит от термической стратификации при очень слабых ветрах. При этом с усилением устойчивости концентрации примесей в городском воздухе увеличивается; при умеренных ветрах (приблизительно 3 – 7 м/с) с распространением устойчивости загрязнение воздуха уменьшается; при сильных ветрах связь между загрязнением воздуха и атмосферной устойчивостью практически отсутствует. Характер общего влияния термической стратификации и скорости ветра на состав примесей в городском воздухе для различных городов и всех сезонов года приблизительно одинаковый. С увеличением температуры воздуха уменьшается высота подъема горячих выбросов и следовательно увеличиваются концентрации примесей в приземном слое атмосферы. Такой эффект может быть особенно существенным при не очень нагретых выбросах. В ситуациях застоя воздуха наибольшее скопление примесей в приземном слое атмосферы отмечается при относительно повышенных температурах. Если при данных условиях наблюдается очень низкая температура, то концентрация примесей в городском воздухе обычно не бывает экстремально высокими. Можно сказать, что влияние температуры воздуха на концентрации примесей в некоторой степени определяет и годовой ход загрязнения воздуха. Летом по сравнению с зимой сильно уменьшается нагрев выбросов относительно окружающего воздуха. Возможно, данное обстоятельство является одной из причин того, что, не смотря на снижение летом общего количества выбрасываемых примесей, во многих городах максимум концентраций в годовом ходе чаще всего отмечается именно в этот период.