هوا ضروری ترین ماده برای ادامه حیات موجود زنده است. هر انسان به طور متوسط روزانه 16 کیلوگرم هوا مصرف می کند و این در حالی است که فقط 5/1 کیلوگرم آب و حدود 1 کیلوگرم غذا مصرف می کند . وارونگی هوا یا وارونگی گرمایی به پدیده‌ای گفته می‌شود که در آن برخلاف حالت طبیعی با افزایش ارتفاع دما زیاد می‌شود و در این شرایط درجه حرارت پائین جو کمتر از طبقه فوقانی می‌باشد. در شهرهای بزرگ وارونگی هوا معمولاً باعث آلودگی هوا می‌شود. عوامل ایجاد وارونگی هوا عوامل زیر موجب می‌شود که هنگام شب تشعشع(از زمین) شدید شده و سطح زمین به سرعت حرارت خود را از دست دهد و خیلی زود سرد شود و وارونگی هوا پدید آید.  وجود هوای سرد و خشک که باعث جذب تشعشع جزئی حرارت زمین می‌گردد.  آسمان صاف و بدون ابر که عمل تشعشع را سرعت می بخشد.  هوای آرام و بدون باد که باعث عدم تداخل هوای سرد و گرم شود. )

 Inversion یا وارونگي  هوا چیست؟

معمولا در لایه پایین جو درجه حرارت هوا با افزایش ارتفاع کاهش می یابد. بنابر این، طبیعی است که حرکت صعودی هوا به وجود می آید و آلودگیها را با خود به طبقات بالای جو می برد و از محل تنفس دور می کند؛ اما در بعضی از شرایط جغرافیایی خاص (مانند احاطه شدن شهری با کوهها)، لایه هوای گرم - همچون سقف شیشه ای که بالای شهر را بپوشاند باشد هوای سرد پایین را محبوس می کند و مانع از بالا رفتن و دور شدن آلودگی از سطح شهر می شود. در این حالت، جریان هوا برعکس می شود و باعث پایداری بیشتر هوا و تراکم گازهای آلاینده تا حد بسیار خطرناک می شود که به این حالت وارونگی جوی اطلاق می شود. متأسفانه، تهران بیش از دو سوم روزهای سال (حدود 250 روز) با پدیده وارونگی جوی روبروست. این حالت بیشتر در پاییز و زمستان روی می دهد. با افزایش جمعیت و توسعه شهرهای بزرگ، منابع آلوده‌کننده هوا از جمله خودروها ، مراکز صنعتی، کارخانه‌ها ومنابع گرمایش خانگی به شکل روزافزون رشد کرده و سبب آلودگی هوای این شهرها می‌شود. همچنین با شروع روز و آغاز فعالیت‌های انسانی و مصرف سوخت، دمای هوای سطح زمین افزایش می‌یابد.