为什么北方城市污染这么严重，而南方城市要相对轻很多？ 第1页

全楼都不在点子上。我想题主这种印象主要来自大气污染，水污染和土壤污染方面的情况其实不是这样，这里先不谈，单论大气污染。
为什么北方城市（更准确地说是华北的城市）空气污染比南方城市重呢？起码是「空气质量比较差的时候更多一些」？诸位提到的人口密度、产业结构、植被覆盖等等，皆非关窍，人口密度上海大于北京，工业污染南北方差距并不显著（参看【注1】），植被的净化功能一般只能辐射林区边沿地带，城市则完全指望不上。什么？你说杭州？西湖边的山包包们还过得去，至于大马路上么……其实只要想想，北京还有燕山呢，帝都的空气质量又如何？北方植被少，最主要的影响在于土壤表面缺乏固着，容易沙化，进而造成严重的扬沙、扬尘，这些都对PM2.5贡献很大；而干燥少雨的气候除了不利于污染物沉降之外，也加剧了这一问题。

大气污染究竟有多么严重，是由两方面决定的，一是源，二是汇。后者主要受地形条件和气象条件影响。

源方面：北方和南方城市的差距主要集中在燃煤和土壤尘上。

• 燃煤源方面，北方有燃煤供暖，南方无；北方多火力发电，南方少；钢铁工业煤耗量亦高（仅次于火力发电——2014年数据），亦呈北重南轻之势。
• 土壤尘源包括沙尘和本地扬尘；两者的根源都在于北方气候干燥、地表植被覆盖率低，水土固着很差。西北大漠、内蒙沙化草原和黄土高坡是全球数得上的沙尘暴老窝，这玩意对南方也有影响，还能吹到太平洋上去，但总归不如华北地区首当其冲。沙尘暴携带的细颗粒物，可以在空气中滞留很久，成为春季雾霾的元凶之一。至于扬尘，在南方城市也是个角儿，但因为湿润多雨，到底不及在北方凶猛。

汇方面：地形因素很复杂，须得就地论地。一般来说，南方多山地，易形成局部对流，在无外来强气流的情况下，比华北平原地带更利于扩散；但有强气流光顾时，又显露出弊端。两者间更重要的差异体现在气象因素上。

一些气象条件利于降低空气中污染物浓度：如雨雪天气、大风强对流天气等，或者晴朗干燥（空气湿度高有助于生成二次颗粒物，促进雾霾发生）也不错；反之，静稳的大气层结会导致污染物难以扩散而不断积累：逆温层结就是其中一种。
通常气温是随着海拔升高而降低的，下层空气较热，上层空气较冷，冷空气重会下沉，热空气轻会上浮，就形成了对流。但是在某些情况下，比如晴朗少云的冬季夜间，因为地面温度急剧降低，导致贴近地面的下层大气温度很低，上层空气降温没那么快，反而温度比下层高。这种下冷上热的「逆温」一旦形成，空气无法上下对流，污染物也很难扩散。
北方入冬早，夜间冷，逆温天气更多；降水少于南方，污染物在大气中滞留的时间相对更长，更容易积累；南方气温高，大气垂直运动更活跃，近地面湍流作用更强，有利于扩散。
另外，沿海地区因为海陆风的影响，扩散条件一般好于内陆，南方海岸线较长，海滨城市较多，这点也占优。

综上，北方城市和南方城市在空气质量上的差距，最主要是三个原因造成：气象条件；燃煤；沙尘和扬尘。

【注1】：工业污染问题争议较大，我列几条给大家参考：

• 工业源对PM2.5究竟有多少贡献，尚难厘清。就秋冬季节的雾霾事件而言，一般并不占据绝对主导地位，具体可参看http://www.zhihu.com/question/22466087/answer/21523655
• 华北的钢铁工业分布更为密集，这可能对污染物排放和传输有一定影响
• 有色金属冶炼，以及盛产二次颗粒物的化工业，都是南方产业规模较大

很难认为工业污染在南北方的差距中是一个显著因素。不过，目前只是推测，尚缺乏翔实的数据支持。