城市熱島效應(Urban heat island effect)是指城市中的氣溫明顯高于外圍郊區(qū)的現(xiàn)象.在近地面溫度圖上,郊區(qū)氣溫變化很小,而城區(qū)則是一個高溫區(qū),就象突出海面的島嶼,由于這種島嶼代表高溫的城市區(qū)域,所以就被形象地稱為城市熱島.城市熱島效應使城市年平均氣溫比郊區(qū)高出1°C,甚至更多.夏季,城市局部地區(qū)的氣溫有時甚至比郊區(qū)高出6°C以上.此外,城市密集高大的建筑物阻礙氣流通行,使城市風速減小.由于城市熱島效應,城市與郊區(qū)形成了一個晝夜相反的熱力環(huán)流.
近年來,隨著城市建設的高速發(fā)展,城市熱島效應也變得越來越明顯.城市熱島形成的原因主要有以下幾點:
首先,是受城市下墊面特性的影響.城市內有大量的人工構筑物,如混凝土、柏油路面,各種建筑墻面等,改變了下墊面的熱力屬性,這些人工構筑物吸熱快而熱容量小,在相同的太陽輻射條件下,它們比自然下墊面（綠地、水面等）升溫快,因而其表面溫度明顯高于自然下墊面.
另一個主要原因是人工熱源的影響.工廠生產、交通運輸以及居民生活都需要燃燒各種燃料,每天都在向外排放大量的熱量.
此外,城市里中綠地、林木和水體的減少也是一個主要原因.隨著城市化的發(fā)展,城市人口的增加,城市中的建筑、廣場和道路等大量增加,綠地、水體等卻相應減少,緩解熱島效應的能力被削弱.
當然,城市中的大氣污染也是一個重要原因.城市中的機動車、工業(yè)生產以及居民生活,產生了大量的氮氧化物、二氧化碳和粉塵等排放物.這些物質會吸收下墊面熱輻射,產生溫室效應,從而引起大氣進一步升溫.
原則上,一年四季都可能出現(xiàn)城市熱島效應.但是,對居民生活和消費構成影響的主要是夏季高溫天氣下的熱島效應.為了降低室內氣溫和使室內空氣流通,人們使用空調、電扇等電器,而這些都需要消耗大量的電力.如目前美國1/6的電力消費用于降溫目的,為此每年需付電費400億美元.高溫天氣對人體健康也有不利影響.有關研究表明,環(huán)境溫度高于28°C時,人們就會有不適感；溫度再高還容易導致煩躁、中暑、精神紊亂等癥狀；氣溫持續(xù)高于34°C,還可導致一系列疾病,特別是使心臟、腦血管和呼吸系統(tǒng)疾病的發(fā)病率上升,死亡率明顯增加.此外,氣溫升高還會加快光化學反應速度,使近地面大氣中臭氧濃度增加,影響人體健康.