توسعه شهرنشینی و آلودگی هوای شهری از مهم‌ترین موضوعاتی است که امروزه در ارتباط با اقلیم مطرح است. گسترش شهرنشینی و توسعه شهرها، افزایش جمعیت، توسعه فعالیت‌های صنعتی و مصرف بی‌رویه سوخت‌های فسیلی به شدت آلودگی هوا را افزایش داده و میزان آن را بیش از ظرفیت محیط کرده است. در کشور ما، انتشار آلایندههای هوا در برخی از کلان شهرها به میزان خطرناکی رسیده است، مشهد در برخی روزهای سال از آلودهترین شهرهای کشور به شمار میرود. دیاکسید نیتروژن یکی از شاخصهای آلودگی هوا است. در این مطالعه از داده های دی اکسید نیتروژن سنجنده OMI و پارامترهای هواشناسی مانند باد، دمای سطحی و دید افقی برای بازه زمانی ۲۰۰۴ تا می ۲۰۱۶ جهت بررسی آلودگی هوای ناشی از دی اکسید نیتروژن شهر مشهد استفاده شده است. نتایج نشان می دهند بیشترین (کمترین) مقدار دی اکسید نیتروژن در فصل های سرد (گرم) سال اتفاق می افتد. به طوری که بیشترین مقدار دی اکسید نیتروژن در ماه ژانویه برابر ۱۰۱۵×۵,۵۶ مولکول بر سانتی متر مربع و کمترین مقدار آن در ماه سپتامبر برابر ۱۰۱۵×۴,۱۸ مولکول بر سانتی متر مربع می باشد. انحراف معیار دی اکسید نیتروژن نیز نشان می دهد که بیشترین تغییرات در فصل های سرد سال رخ می دهد. همچنین نتایج نشان دادند باد غالب در شهر مشهد از سمت جنوب می باشد و اغلب بادهای این شهر سرعت کم دارند. ضریب همبستگی دی اکسید نیتروژن با باد و دمای سطحی به ترتیب برابر ۰,۳۶- و ۰.۵۷- است که اهمیت بیشتر دما در تغییرات دی اکسید نیتروژن شهر مشهد را نشان می دهد. همچنین ضریب همبستگی دی اکسید نیتروژن با دید افقی برابر ۰,۱۵- است که نشان می دهد با افزایش آلودگی هوای ناشی از دی اکسید نیتروژن دید افقی کاهش می یابد. با استفاده از آنالیز طیفی کمترین مربعات دوره های تناوب شش و دوازده ماهه مشاهده شد که از نظر آماری نیز معنی دار شناخته شدند. پس از حذف مولفه های معنی دار از سری زمانی میانگین ماهانه دی اکسید نیتروژن، روند محاسبه شد. مقدار روند دی اکسید نیتروژن در هر سال برای شهر مشهد ۱۰۱۳×۲,۴۱ مولکول بر سانتی متر مربع بدست آمد.
