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受大气环流影响我国中东部偏北地区大气异常稳定，冷空气过程少且弱，湿度大但无降水，造成污染物极易积累叠加。这种天气过程非常少见，30年才发生5次。但内因还是人类污染排放量大，在特殊天气过程下就明显暴露出来，造成PM2.5爆发式增长。
王跃思：首先是天气过程和局地气象条件极不利于污染物扩散；其次，西北沙尘气溶胶叠加是另一重要原因，京津冀地区以石家庄、邯郸最为严重；其三是北京周边地区的传输；其四是局地排放，各种污染物同步升高、协同作用，导致污染物浓度非线性急剧增长。由于污染排放扩散受阻，北京城区典型的机动车排放源一氧化氮(NO)1月12日夜间一度高达310微克／立方米，是平时的8倍。