在一般情況下，氣溫是隨著海拔高度的增加而降低的。海拔平均每上升100米，溫度降低約0.6℃。這樣，在近地層，大氣低層溫度高，空氣密度小；高層溫度低，空氣密度相對(duì)較大，造成了“頭重腳輕”的現(xiàn)象。這種大氣密度的不平衡，容易上下翻滾而形成對(duì)流，就會(huì)使低層特別是近地面層空氣中的污染物和粉塵向高空移散，從而減輕大氣低層的污染程度。

我國(guó)屬季風(fēng)氣候，冬季冷空氣活動(dòng)頻繁。當(dāng)冷空氣入侵某地時(shí)，近地層空氣溫度就會(huì)很低，這樣便容易出現(xiàn)氣溫隨大氣高度增加而升高的現(xiàn)象，導(dǎo)致空氣“腳重頭輕”，氣象學(xué)稱這種現(xiàn)象叫“逆溫”，發(fā)生逆溫的大氣層叫“逆溫層”。逆溫層的厚度可從幾十米到幾百米，它就像一層厚厚的被子蓋在地面上，攜帶污染物的空氣向上擴(kuò)散時(shí)“無(wú)路可走”，只好向下蔓延，從而加重了大氣污染。

冬季出現(xiàn)逆溫層時(shí)，近地層空氣中含有大量的顆粒物(工業(yè)城市尤其如此)，對(duì)人體健康非常有害。例如，當(dāng)近地層二氧化硫濃度(單位為PPM)達(dá)到1時(shí)，人的胸部就略有壓迫感；達(dá)到10時(shí)，鼻腔就會(huì)有刺激感；達(dá)到30時(shí)，就會(huì)不由自主地咳嗽；達(dá)到100時(shí)，就會(huì)打噴嚏、流眼淚；達(dá)到400時(shí)，人就會(huì)出現(xiàn)呼吸困難。

逆溫中的煙霧常常會(huì)誘發(fā)災(zāi)難性的事故。1948年10月下旬，美國(guó)匹茲堡附近的多諾拉鎮(zhèn)發(fā)生了一起嚴(yán)重的煙霧災(zāi)難。由于鎮(zhèn)上的許多工廠大量排出二氧化硫氣體，偏逢此時(shí)出現(xiàn)了逆溫層，煙霧中的化合物使7000多人病倒，20人死亡。

震驚一時(shí)的倫敦?zé)熿F事件，除了燃煤是直接原因外，也與逆溫有關(guān)。1952年12月5日至9日，冷空氣入侵倫敦，貼近地面的空氣形成了逆溫。一連幾天，空氣幾乎靜止不動(dòng)。時(shí)值隆冬季節(jié)，從家庭和工廠的煙囪里排出的煙塵無(wú)法向空中擴(kuò)散，越積越多，空氣中彌漫著濃濃的“毒霧”，直接導(dǎo)致4000多人死亡。在毒霧過(guò)后的兩個(gè)月中，又陸續(xù)有8000多人喪生。