Zanieczyszczenie powietrza pozostaje poważnym globalnym wyzwaniem dla środowiska i zdrowia publicznego, przy czym dwutlenek azotu (NO2) odgrywa kluczową rolę ze względu na jego negatywny wpływ na zdrowie ludzi i chemię atmosfery. Niniejsza rozprawa bada dynamikę zanieczyszczenia NO2 w Polsce, wykorzystując najnowocześniejsze obserwacje satelitarne i zaawansowane metodologie w celu realizacji trzech kluczowych celów badawczych: (i) oceny wpływu polityki lockdown’u COVID-19 na poziomy NO2, (ii) poprawy konwersji danych NO2 z satelitów na stężenia powierzchniowe oraz (iii) ilościowego oszacowania emisji tlenku azotu (NOx) z elektrowni. W badaniu wykorzystano dane satelitarne o wysokiej rozdzielczości z TROPOspheric Monitoring Instrument (TROPOMI) i Ozone Monitoring Instrument (OMI). Rozdział 2 ujawnia, że restrykcje COVID-19 spowodowały jedynie minimalną redukcję NO2 w Polsce, a obserwowane zmiany mieściły się w typowej zmienności rok do roku, co podkreśla ograniczony wpływ zdarzeń tymczasowych na jakość powietrza. Rozdział 3 skupia się na konwersji danych z kolumny NO2 pochodzących z satelitów na stężenia przy powierzchni gruntu, pokazując potencjał modeli uczenia maszynowego wspieranych zmiennymi meteorologicznymi i danymi dotyczącymi użytkowania gruntów, w celu zwiększenia dokładności szacunków. Rozdział 4 pokazuje, że zastosowanie wykładniczo modyfikowanego modelu Gaussa (EMG) do danych TROPOMI, skutecznie estymując emisje NOx z polskiej elektrowni Bełchatów i prezentując użyteczność danych satelitarnych do inwentaryzacji emisji i zgodności z przepisami. Badania te podkreślają znaczenie długoterminowych interwencji politycznych na rzecz zrównoważonej poprawy jakości powietrza, potencjał uczenia maszynowego w rozwijaniu zastosowań satelitarnych oraz zasadniczą rolę danych satelitarnych w monitorowaniu emisji przemysłowych. Wyniki przyczyniają się do badań nad jakością powietrza i dostarczają cennych narzędzi decydentom politycznym, którzy chcą skutecznie wpływać na zmniejszenie zanieczyszczenia powietrza.