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太阳辐射从大气顶部进入大气后，由于吸收、散射和反射作用而受到削弱。在城市上空，因空气污染的缘故，太阳辐射的减弱要比郊区更大些。据国外有些学者研究，到达城市的直接太阳辐射强度平均比郊区小10%-20%。其中以紫外辐射减弱得最厉害。资料表明，英国离城市较远的农村，一年内得到的紫外辐射平均比城市高3倍。由于紫外线具有很强的杀菌作用，所以城市空气的含菌量远远高于农村。
城市上空存在的大量的凝结核不仅有利于雾的形成，也使得降水增多。例如，莫斯科市内就比近郊的降水量多11%，杭州市夏季平均降水量比郊区多8%。由于城市上空的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等气体比例普遍高于农村，所以城市中的酸雨几率和强度也都高于乡村。早在70年代，苏格兰某城市酸雨的pH值就达到1.2，接近醋的酸度；我国重庆、贵阳等城市，酸雨也比较严重。
构成城市景观的厂房、住宅、公共设施（包括排水系统），使得蒸发量大大减少，故城市近地层的水汽含量比郊区小。南京是我国的绿化先进城市，城内相对湿度比郊区低3%，而有些城市夏季的相对湿度可比郊区低10%。城市大气的这种湿度状况，对居民的生活和健康是弊大于利，而减轻城市干燥程度的最有效的办法就是增大绿化面积。
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