为什么北方城市污染这么严重，而南方城市要相对轻很多？
首先，我们得从最直观的能源结构说起。北方地区，尤其是冬季漫长寒冷，对供暖的需求非常高。历史上，为了满足这种巨大的供暖需求，燃煤锅炉和集中供暖成为主流。大量使用煤炭进行燃烧，不可避免地会释放出大量的二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等污染物。即便现在许多城市在进行清洁能源改造，但在很多老旧的供暖设施以及一些乡镇地区，煤炭的使用依然是重要的污染源。而南方地区，冬季相对温和，对集中供暖的需求远不如北方迫切，家庭取暖多以独立、更清洁的能源为主，比如天然气、电，或者干脆就使用空调，这从源头上就减少了大量煤炭燃烧带来的污染。
其次，产业结构的差异也扮演着重要角色。北方地区，传统上是重工业的集聚地，比如钢铁、煤炭、化工等行业。这些行业在生产过程中本身就会产生大量的工业废气和废水，如果没有得到高效的治理，就会直接排放到大气中，成为空气污染的重要组成部分。虽然近年来国家一直在推动产业升级和淘汰落后产能，但一些历史遗留的重污染企业仍然是影响区域空气质量的关键因素。相比之下，南方地区，特别是沿海发达地区，经济发展更侧重于高科技、服务业、轻工业和制造业，这些产业的污染排放相对较低。
地理和气候因素也是不可忽视的推手。北方地区的冬季，天气往往比较干燥，风力也相对较小，这种静稳天气很容易导致污染物在低层大气中积累，难以扩散。尤其是在冷空气到来之前，污染物浓度会迅速升高，形成雾霾。而南方地区，虽然也会受到静稳天气的影响，但由于临近海洋，湿润空气和降水相对较多，这些湿气和降水能够有效地“洗刷”大气中的污染物，有助于空气质量的改善。此外，北方地区的地形，例如盆地或河谷地带，也可能阻碍污染物的扩散。
还有一个容易被忽略的因素是城市规划和管理。一些北方城市的发展节奏较快，但可能在环保基础设施建设、工业布局、交通管理等方面未能跟上节奏，导致污染源集中且缺乏有效的控制措施。例如，一些大型工业区距离居民区过近，道路扬尘管理不善等等。而南方一些发达城市，在城市规划和精细化管理方面做得相对到位，对污染源的监管和治理也更为严格，例如更早推行清洁能源公交、加强建筑工地扬尘控制等。
当然，我们也不能一概而论。随着中国经济的发展和环保意识的提升，很多北方城市也在大力治理污染，例如推广清洁能源供暖、淘汰落后产能、严格工业排放标准等，空气质量也在逐步改善。但由于上述提到的历史、经济、地理等多方面因素的叠加影响，短期内，北方城市空气污染的治理仍然面临着更大的挑战，因此在整体感受上，依然会比南方城市显得更为严峻一些。
网友意见
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。
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