《中国极端气候事件和灾害风险管理与适应国家评估报告》指出，伴随着全球气候变暖，近60年中国极端天气气候事件发生了显著的变化，中国中东部冬半年平均重污染天数显著增加，尤其是华北地区因重污染天气导致能见度明显下降。气候变化对重污染天气的影响主要表现在以下几个方面：
首先，大气环流形势的变化影响了大气的扩散条件。我国秋冬季大气污染物的扩散与西伯利亚高压和大范围强冷空气爆发南下有明显联系。分析表明，自20世纪60年代初以来，在行星尺度大气环流和全球气候变暖的共同影响下，全国性的寒潮事件频次呈现出明显的减少趋势，平均每十年减少0.2次。此外，西太平洋地区生成的台风和热带气旋个数有减少趋势，登陆我国的台风和热带气旋频数也有减少趋势，从而导致我国南方和东南沿海地区夏秋季的大风天气频率有减少趋势，大气扩散能力下降。
其次，气温升高、降水减少、平均风速降低不利于污染物的扩散。20世纪50年代初以来全球地表平均气温平均每十年升高0.12゜C，而我国地面气温上升速率则明显高于全球平均，20世纪60年代初以来全国年平均地面气温每十年上升0.25゜C，中国大部分地区降水呈减少趋势，在一定程度上不利于大气污染物的清除。近30余年，我国对流层年平均风速下降速率达到每十年0.10m/s到0.17m/s。我国北方和东部大范围地区寒潮大风频次减少，南方沿海热带气旋及其强风频次下降，全国多数地区近地面平均风速减弱，均有利于静稳天气现象的出现和增多，不利于污染物的扩散。
第三，一些研究认为气候变化会增加逆温层出现的频率。逆温层的出现对局地重污染天气的发生具有重要作用。一般情况下，气温随高度增加而下降，但在某些气象条件下气温随高度增加而升高，这种现象称为逆温，出现逆温现象的大气层称为逆温层。在正常气象条件下，污染物从气温高的低空向气温低的高空扩散，但逆温条件下，逆温层阻碍了空气的垂直对流运动，近地面大气污染物“无路可走”，越积越厚，空气污染势必加重。冬季更加容易发生重污染天气便与逆温层有关。冬季，夜间近地面空气温度低，而高层空气温度高，冷空气密度要比暖空气大，近地面的冷空气不会向高空运动，在垂直方向上也就没有了空气交换，这样更容易形成重污染天气。气候变化对重污染天气的形成和影响应予以高度重视。
