據發表在 PNAS 期刊上的一項研究，中國科學家系統性的
闡述了北方冬季重霾的幾項關鍵成因：一是冬季燃煤和生物質燃燒等居民取暖導致的汙染物排放增強；二是 PM2.5 化學形成與轉化，特別是排放到大氣中的活性氣態物質 (包括揮發性有機物、二氧化硫、氮氧化物、氨氣) 通過大氣化學反應和物理過程轉化為二次有機氣溶膠與二次無機氣溶膠對重霾的重要貢獻，其中農業氨排放對 PM2.5 的貢獻最高可達 30%；三是氣象和氣候條件變差，包括氣溶膠、輻射、雲相互作用引起的大氣邊界層變薄、大氣穩定度增加、相對溼度增加等；北極海冰融化、青藏高原地形地貌、厄爾尼諾 (ENSO) 等因素也通過改變東亞冬季風及中高層西風環流等氣候背景影響重霾事件發生。
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