空气污染气象学是用气象学的方法来研究污染物进入大气后的扩散、迁移、转化和清除规律，为防治空气污染和改善大气环境提供科学研究依据。该书的主要内容包括大气湍流、大气扩散、污染沉积理论以及微气象学原理；平原、城市、和复杂地形条件下的空气污染浓度计算，重点在局地和城市尺度的大气扩散和空气污染问题。
平原地区的空气污染与气象：主要研究平坦地形上空大气污染物的输送和扩散的规律，估算烟囱排放和地面厂房泄漏的污染物对周围环境和下风地区的影响。它是选定烟囱位置和高度，进行厂区和居民区的合理布局的重要依据。由于平原地区的风向和风速在某一水平面上基本是均匀的，因此，污染物的输送规律比较简单。污染源对周围地区的污染频率，由当地风向频率所决定。显然最高频率风向的下风地区受污染机会最多。气流绕过厂区建筑物时，在其背风面产生下沉气流，若烟囱口在此气流内，污染物将被带到背风区。为了避免对附近地区的影响，至少烟囱应比附近建筑物高一倍半。
大气扩散能力和大气稳定度(见大气静力稳定度)密切相关。在晴天小风条件下：夜间在近地面几百米高度内出现辐射逆温，大气稳定，湍流受到抑止，扩散缓慢；中午气温铅直递减率大于1°C/100米时，大气处于不稳定状态，热力湍流发展，扩散能力很强；当气温铅直递减率等于1°C/100米时，大气处于中性状态,湍流得以维持，扩散能力介于稳定和不稳定条件之间。在大风或有云的条件下，风速的增大，虽可增加湍流强度，但由于大风或云层的关系，逆温强度减弱，热对流的发展也受影响。F.帕斯奎尔根据太阳辐射强度（按太阳高度角、云状和云量划分为强、中、弱三级）、云量和风速各因素，将大气稳)，定度分为6类（见表）其中A最不稳定，B不稳定，C稍不稳定，D中性（白天或夜间的阴天情况下都属中性），E稳定，F最稳定。 计算污染物的浓度时，采用扩散实验概括的理想化模式。高烟囱排放的连续点源在下风方向地面的污染物浓度χ的计算公式为： 式中Q为源强(单位时间排放的质量)；ū为平均风速；以排放源为原点，水平面上y轴垂直于平均风向，z轴铅直向上为正方向；σy和σz分别为y方向和z方向的大气扩散参数，H为烟囱高度和烟气抬升高度之和（称为烟囱有效高度）。各类稳定度下的大气扩散参数沿下风方向相对于排放源的距离x 的变化,可由图查找或按σ=ax计算。其中a和b的数值与大气稳定度有关，由实验测定。对于工厂地面设备和厂房泄漏的气体，可按面源或线源来计算，计算公式可由点源公式推导出来。
水陆交界地区的空气污染与气象：在沿海或湖滨地区，水陆之间的温差产生的局地环流称为海（湖）陆风(见海陆风)。低层气流把排入的污染物输送到一定距离后，又从高空返回到原地，使原地的污染浓度增高。有时陆风带走的污染物被海风带回，也使空气中的污染物浓度增高。美国洛杉矶市的光化学烟雾就是在这种环流条件下产生的。春夏两季，水温比陆面温度低得多。水面上的空气流经陆面时被加热，把原在水面上空形成的逆温层破坏。这时逆温层上部积聚的污染物被热对流带到地面，使该处污染物浓度加大,称为“熏烟”现象。由于湖面逆温可维持几个小时，这种现象可延续较长的时间。同样，在秋冬两季，由陆面吹来的稳定空气流经不结冰的水面时，也会出现“熏烟”现象。由于陆面的粗糙度一般大于水面，所以陆面上的大气湍流扩散通常比水面上的强。山区的空气污染与气象：地形起伏使得接受的太阳日辐射强度和辐射冷却不均匀，由此引起的热力环流,称为地形风。山坡白天有上坡风，夜间有下坡风；山谷白天有谷风，夜间有山风(见山谷风)。深谷还可以出现山谷风的闭合环流，其上部的反向气流称为反向山谷风。在山区和平原之间,还有大型坡风(又称山区-平原风)。在山谷中的不同位置，不同高度的气流有很大差异，因此不同排放点的污染物输送路径也不相同。山坡上的烟囱高度若低于坡风的厚度（几十米），则污染物被下坡风带到平原或山谷中，这对利用山坡地形来增加烟囱的排放高度是不利的，若排放口处于闭合环流之中，也不利于污染物排出，而使当地污染物的浓度增高。高烟囱的烟气，在迎风的山坡上造成的污染较大。气流过山的动力作用在背风坡产生下沉气流或涡旋；谷风在不稳定条件下，风速较大时也出现下沉现象。这都会使烟囱排放的烟气向下倾斜或下沉到地面。山谷中的曲折地段，因地形阻塞而出现小风，会使这一地区的污染加重。山区逆温维持时间比平原地区长，而且还可能出现多层逆温。逆温层和山谷构成一个“管道”，限制了污染物的扩散，加重了下风地区的污染。污染物在两个逆温层之间积累，当逆温破坏后，就出现“熏烟”现象。虽然地形引起的气流扰动，加大了湍流的强度，山区的大气扩散参数比平原地区要大几倍，但由于水平输送不如平原地区，因此山区（尤其是山间盆地和谷地）的空气污染，通常比平原严重。城市空气的污染与气象：城市热岛效应，使夜间的低空不出现逆温（见城市气候），但在几百米高度之上，仍为一稳定层所覆盖，而在稳定层之下形成城市混合层。混合作用使该层内的浓度铅直分布趋于均匀。同时，热岛效应使农村的冷空气向城市辐合而上升，形成了热岛环流。该环流的水平辐合流场使接近地面的污染物向城市汇集，加重了城市的污染；另一方面，其辐合上升气流使高烟囱的烟气上升，输往远处，又可减少对城市的污染。此外，城市的建筑群使地面的粗糙度增大，减弱了风速的铅直变化，加上建筑物之间的“渠道”作用,形成了复杂的局地环流。以上种种情况，都说明城市中的污染物的输送过程相当复杂。但总的说来，城市建筑物对气流的扰动和热对流作用，使城市的湍流比平原地区强，因此大气扩散参数比平原地区大得多。
