Impak van verstedeliking: Stedelike hitte-eiland – voorkoming deur sonkragdakke met gelyktydige elektrisiteitsopwekking

'n Stedelike hitte-eiland (UHI) is 'n stedelike of metropolitaanse gebied wat aansienlik warmer is as die omliggende landelike gebiede as gevolg van menslike aktiwiteit. Die temperatuurverskil is gewoonlik groter in die nag as gedurende die dag en die mees prominente wanneer die winde swak is. UHI is veral opmerklik in die somer en winter. Die primêre oorsaak van die UHI-effek lê in veranderinge aan die landoppervlak. Een studie het getoon dat hitte-eilande beïnvloed kan word deur nabyheid aan verskillende tipes grondbedekking, sodat nabyheid aan dorre grond lei tot die verwarming van die stedelike grond, terwyl nabyheid aan plantegroei dit koeler maak. Afvalhitte wat deur energieverbruik gegenereer word, is nog 'n faktor. Namate 'n bevolkingsentrum groei, neem die oppervlakte daarvan toe en die gemiddelde temperatuur styg. Die term "hitte-eiland" word ook gebruik; dit kan verwys na enige gebied wat relatief warmer is as sy omgewing, maar verwys gewoonlik na gebiede wat deur menslike aktiwiteit versteur word.

Maandelikse reënval is hoër in die reënskaduwee van stede, deels as gevolg van die UHI. Die toenemende hitte in stedelike sentrums verleng groeiseisoene en verminder die voorkoms van swak tornado's. Die UHI vererger luggehalte deur die produksie van besoedelingstowwe soos osoon te verhoog, en dit verlaag watergehalte namate warmer water in die streek se riviere vloei, wat hul ekosisteme onder druk plaas.

Nie alle stede toon 'n uitgesproke stedelike hitte-eiland-effek nie, en die eienskappe daarvan hang sterk af van die agtergrondklimaat van die gebied waarin die stad geleë is. Die stedelike hitte-eiland-effek kan getemper word deur groen dakke, passiewe stralingsverkoeling gedurende die dag, en die gebruik van ligkleurige oppervlaktes in stedelike gebiede, wat meer sonlig weerkaats en minder hitte absorbeer. Verstedeliking het die impak van klimaatsverandering in stede vererger.

Die verskynsel is die eerste keer in die 1810's deur Luke Howard bestudeer en beskryf, hoewel hy nie die een was wat dit benoem het nie. Navorsing oor die stedelike atmosfeer het tot in die negentiende eeu voortgeduur. Tussen die 1920's en 1940's het navorsers in Europa, Mexiko, Indië, Japan en die Verenigde State, wat binne die opkomende velde van plaaslike klimatologie of mikroskaal-meteorologie gewerk het, nuwe metodes gesoek om die verskynsel te verstaan. In 1929 het Albert Peppler die term "stedelike hitte-eiland" gebruik, wat as die eerste voorbeeld van 'n stedelike hitte-eiland beskou word. Tussen 1990 en 2000 is ongeveer 30 studies jaarliks ​​gepubliseer; teen 2010 het hierdie getal tot 100 gestyg, en teen 2015 het dit 300 oorskry.

Daar is verskeie oorsake van die stedelike hitte-eiland-effek. Donker oppervlaktes absorbeer aansienlik meer sonstraling, wat veroorsaak dat strate en geboue in stedelike gebiede gedurende die dag meer warm word as in voorstedelike en landelike gebiede. Materiale wat algemeen vir padoppervlaktes en dakke in stedelike gebiede gebruik word, soos beton en asfalt, het aansienlik verskillende termiese volume-eienskappe (insluitend hittekapasiteit en termiese geleidingsvermoë) en oppervlakstralingseienskappe (albedo en emissiwiteit) as dié van die omliggende landelike gebiede. Dit verander die energiebalans van die stedelike gebied, wat dikwels lei tot hoër temperature as in die omliggende landelike gebiede. Nog 'n belangrike rede is die gebrek aan evapotranspirasie (bv. as gevolg van 'n gebrek aan plantegroei) in stedelike gebiede. Die Amerikaanse Bosdiens het in 2018 bevind dat stede in die Verenigde State elke jaar 36 miljoen bome verloor. Met die afname in plantegroei verloor stede ook die skaduwee en verkoelingseffek van bome deur verdamping.

Ander oorsake van stedelike hitte-eilande (UHI) is te wyte aan geometriese effekte. Die hoë geboue in baie stedelike gebiede bied verskeie oppervlaktes vir die weerkaatsing en absorpsie van sonlig, wat die doeltreffendheid van stedelike hitte-eilande verhoog. Dit staan ​​bekend as die "stedelike kloof-effek". Nog 'n effek van geboue is die blokkering van wind, wat ook verkoeling deur konveksie en die verwydering van besoedelingstowwe voorkom. Afvalhitte van motors, lugversorgers, nywerheid en ander bronne dra ook by tot die UHI-effek. Hoë vlakke van besoedeling in stedelike gebiede kan ook UHI vererger, aangesien baie vorme van besoedeling die stralingseienskappe van die atmosfeer verander. UHI verhoog nie net temperature in stede nie, maar ook osoonkonsentrasies, aangesien osoon 'n kweekhuisgas is waarvan die vorming versnel met stygende temperature.

In die meeste stede is die temperatuurverskil tussen die stedelike en omliggende landelike gebiede die grootste in die nag. Terwyl die temperatuurverskil aansienlik is dwarsdeur die jaar, is dit oor die algemeen groter in die winter. Die tipiese temperatuurverskil tussen die middestad en die omliggende velde is etlike grade. Die temperatuurverskil tussen 'n middestad en die omliggende voorstede word soms in weerberigte genoem, bv. 20°C in die middestad, 18°C ​​in die voorstede. Die gemiddelde jaarlikse lugtemperatuur van 'n stad met 1 miljoen inwoners of meer kan 1.0–3.0°C warmer wees as die omliggende gebied. In die aand kan die verskil soveel as 12°C wees.

Die stedelike hitte-eiland-effek (STEE) kan gedefinieer word as die lugtemperatuurverskil (die kroon-STEE) of as die oppervlaktemperatuurverskil (oppervlak-STEE) tussen stedelike en landelike gebiede. Beide toon effens verskillende daaglikse en seisoenale veranderlikheid en het verskillende oorsake.

Die IPCC het opgemerk dat "stedelike hitte-eilande bekend is daarvoor dat hulle nagtemperature meer verhoog as dagtemperature in vergelyking met nie-stedelike gebiede." In Barcelona, ​​Spanje, byvoorbeeld, is maksimum temperature gedurende die dag 0.2°C koeler en minimum temperature 2.9°C warmer as by 'n nabygeleë landelike stasie. 'n Beskrywing van die heel eerste UHI-verslag deur Luke Howard uit die laat 1810's lui dat sentraal-Londen snags 2.1°C warmer is as die omliggende platteland. Alhoewel die warmer lugtemperatuur binne die UHI oor die algemeen die meeste in die nag opmerklik is, toon stedelike hitte-eilande beduidende en ietwat paradoksale gedrag gedurende die dag. Die verskil in lugtemperatuur tussen die UHI en die omliggende gebied is groot in die nag en klein gedurende die dag. Die teenoorgestelde is waar vir die oppervlaktemperature van die stedelike landskap binne die UHI.

Gedurende die dag, veral onder helder lug, verhit stedelike oppervlaktes deur die absorpsie van sonstraling. Oppervlaktes in stedelike gebiede is geneig om vinniger te verhit as dié in die omliggende landelike gebiede. As gevolg van hul hoë hittekapasiteit, dien stedelike oppervlaktes as 'n groot reservoir van termiese energie. Beton kan byvoorbeeld ongeveer 2 000 keer meer hitte stoor as 'n vergelykbare volume lug. Daarom word die hoë oppervlaktemperature gedurende die dag binne die stedelike hitte-eiland (UHI) maklik deur termiese afstandswaarneming opgespoor. Soos dikwels die geval is met dagverwarming, lei hierdie verwarming ook tot konveksiewinde binne die stedelike grenslaag. Daar word geglo dat, as gevolg van die gevolglike atmosferiese vermenging, die versteuring van die lugtemperatuur binne die UHI oor die algemeen minimaal of nie-bestaande is gedurende die dag, al kan oppervlaktemperature uiters hoë vlakke bereik.

Snags keer die situasie om. Die afwesigheid van sonverhitting lei tot 'n afname in atmosferiese konveksie en 'n stabilisering van die stedelike grenslaag. Indien die stabilisering voldoende is, vorm 'n inversielaag. Dit vang die stedelike lug naby die oppervlak vas en hou dit warm deur die steeds warm stedelike oppervlaktes, wat lei tot warmer naglugtemperature binne die stedelike hitte-eiland (UHI). Afgesien van die hittebehoudende eienskappe van stedelike gebiede, kan die nagtelike maksimum in straatklowe ook te wyte wees aan belemmerde uitsigte op die lug tydens afkoeling: oppervlaktes verloor hitte snags hoofsaaklik deur straling na die relatief koel lug, en dit word geblokkeer deur geboue in 'n stedelike gebied. Stralingsverkoeling is meer dominant wanneer windsnelhede laag is en die lug helder is, en inderdaad, die UHI is die grootste snags onder hierdie toestande.

Die Interregeringspaneel oor Klimaatsverandering (IPCC) – Die Interregeringspaneel oor Klimaatsverandering is 'n interregeringsliggaam van die Verenigde Nasies wat verantwoordelik is vir die bevordering van ons kennis van mensgeïnduseerde klimaatsverandering. Dit is in 1988 gestig deur die Wêreld Meteorologiese Organisasie (WMO) en die Verenigde Nasies se Omgewingsprogram (UNEP) en daarna onderskryf deur die Verenigde Nasies se Algemene Vergadering. Dit is gebaseer in Genève, Switserland, en bestaan ​​uit 195 lidlande. Die IPCC word beheer deur sy lidlande, wat 'n Raad van Wetenskaplikes verkies om vir die duur van 'n assesseringsiklus (gewoonlik ses tot sewe jaar) te dien. Die IPCC word ondersteun deur 'n Sekretariaat en verskeie Tegniese Ondersteuningseenhede, bestaande uit gespesialiseerde werkgroepe en taakmagte.

Die IPCC verskaf objektiewe en omvattende wetenskaplike inligting oor mensgeïnduseerde klimaatsverandering, insluitend die natuurlike, politieke en ekonomiese impakte en risiko's daarvan, sowel as moontlike reaksies. Die IPCC doen nie sy eie navorsing of monitor klimaatsverandering nie; in plaas daarvan onderneem dit 'n gereelde, sistematiese oorsig van alle relevante gepubliseerde literatuur. Duisende wetenskaplikes en ander kundiges bied vrywillig aan om die data te hersien en die belangrikste bevindinge in assesseringsverslae vir beleidmakers en die publiek saam te stel.

Die IPCC is 'n internasionaal erkende gesag oor klimaatsverandering, en sy werk geniet breë steun onder toonaangewende klimaatwetenskaplikes en regerings. Sy verslae speel 'n sleutelrol in die Verenigde Nasies se Raamwerkkonvensie oor Klimaatsverandering (UNFCCC), met die Vyfde Assesseringsverslag wat die mylpaal-ooreenkoms van Parys in 2015 beduidend beïnvloed het. Die IPCC is, saam met Al Gore, in 2007 met die Nobelprys vir Vrede bekroon vir sy bydrae tot ons begrip van klimaatsverandering.

In 2015 het die IPCC sy sesde assesseringsiklus begin, wat na verwagting in 2023 afgesluit sal word. In Augustus 2021 het die IPCC sy Werkgroep I-bydrae tot die Sesde Assesseringsverslag (IPCC AR6) gepubliseer oor die fisiese basis van klimaatsverandering, wat The Guardian beskryf het as die ernstigste waarskuwing tot nog toe van groot, onvermydelike en onomkeerbare klimaatsverandering - 'n onderwerp wat deur baie koerante wêreldwyd opgetel is. Op 28 Februarie 2022 het die IPCC sy Werkgroep II-verslag oor impakte en aanpassing gepubliseer. Die Werkgroep III-bydrae tot die Sesde Assesseringsverslag, oor klimaatsveranderingsversagting, is op 4 April 2022 gepubliseer. Die Sesde Assesseringsverslag sal na verwagting in Maart 2023 met 'n sinteseverslag afsluit.

Gedurende die tydperk van die Sesde Assesseringsverslag het die IPCC drie spesiale verslae gepubliseer: die Spesiale Verslag oor Aardverwarming van 1.5 °C in 2018, en die Spesiale Verslag oor Klimaatsverandering en Land (SRCCL) en die Spesiale Verslag oor Oseaan en Kriosfeer in 'n Veranderende Klimaat (SROCC), beide in 2019. Dit het ook sy metodologieë in 2019 opgedateer. Daarom is die sesde assesseringsiklus beskryf as die mees ambisieuse in die IPCC se geskiedenis.

Die temperatuurverskil van die stedelike hitte-eiland-effek is nie net groter in die nag as gedurende die dag nie, maar ook groter in die winter as in die somer. Dit is veral waar in sneeubedekte streke, aangesien sneeu tipies vir 'n korter tyd in stede bly as in die omliggende landelike gebiede (dit is as gevolg van die groter isolasiekapasiteit van stede sowel as menslike aktiwiteite soos ploeg). Dit verminder die albedo (’n maatstaf van die helderheid van ’n liggaam) in die stad, wat die opwarmingseffek versterk. Hoër windsnelhede in landelike gebiede, veral in die winter, kan ook bydra tot koeler temperature in vergelyking met stedelike gebiede. In streke met duidelike nat en droë seisoene, is die stedelike hitte-eiland-effek meer prominent gedurende die droë seisoen. Die termiese tydkonstante van klam grond is baie hoër as dié van droë grond. Gevolglik koel klam grond in landelike gebiede stadiger af as droë grond, wat help om die nagtemperatuurverskil tussen stedelike en landelike gebiede te verminder.

Indien 'n stad of munisipaliteit 'n goeie weermoniteringstelsel het, kan die stedelike hitte-eiland-effek (UHI) direk gemeet word. Alternatiewelik kan 'n komplekse simulasie van die ligging gebruik word om die UHI te bereken, of 'n empiriese benaderingsmetode kan aangewend word. Sulke modelle maak dit moontlik om die UHI in ramings van toekomstige temperatuurstygings in stede as gevolg van klimaatsverandering in te sluit.

In 1969 het Leonard O. Myrup die eerste omvattende numeriese behandeling vir die voorspelling van die effekte van die stedelike hitte-eiland (UHI) gepubliseer. In sy werk gee hy 'n oorsig van die UHI en kritiseer die bestaande teorieë as te kwalitatief. 'n Algemene numeriese energiebegrotingsmodel word beskryf en toegepas op die stedelike atmosfeer. Berekeninge vir verskeie spesiale gevalle, sowel as 'n sensitiwiteitsanalise, word aangebied. Daar word bevind dat die model die grootte van die stedelike temperatuursurplus korrek voorspel. Die hitte-eiland-effek is die netto resultaat van verskeie mededingende fisiese prosesse. Oor die algemeen is verminderde verdamping in die middestad en die termiese eienskappe van stedelike bou- en plaveiselmateriaal die dominante parameters. Daar word voorgestel dat so 'n model in ingenieursberekeninge gebruik kan word om die klimaat van bestaande en toekomstige stede te verbeter.

Asfalt +
Asfalt parkering & sonkrag motorafdak kragopwekking
= Funksionaliteitsuitbreiding & verdigting
= Maatreël teen stedelike hitte-eilande

Asfalt het die afgelope paar jaar toenemend gewild geword vir die bedekking van stede. Dit is te danke aan die feit dat asfalt 'n baie duursame en goedkoop oppervlak is. Asfalt het egter ook 'n paar nadele, veral wanneer dit in groot hoeveelhede in stedelike gebiede gebruik word.

Een van die grootste nadele van asfalt is die aansienlike hitte-absorpsie daarvan. Dit is 'n probleem omdat stede reeds baie warm is gedurende die somermaande, en die talle asfaltoppervlaktes vererger die hitte. Gevolglik ly stadsbewoners baie onder die hitte, en dit kan selfs tot gesondheidsprobleme lei.

Oorverhitting in stede is 'n groot probleem wat veroorsaak word deur die gebruik van asfalt. Verskeie opsies bestaan ​​om hierdie probleem teen te werk. Een is om meer groen ruimtes in stede te skep, aangesien bome en plante hitte kan absorbeer. Die gebruik van sonkrag-motorhuise of sonkrag-parkeerfasiliteite kan ook help om stedelike hitte te verminder. Hierdie fasiliteite is toegerus met fotovoltaïese modules wat sonenergie benut om elektrisiteit op te wek. Terselfdertyd bied hulle skaduwee, wat die verhitting van die omliggende gebied verminder.

Sonkrag-motorhuise en sonkrag-parkeerfasiliteite is dus 'n goeie manier om stedelike hitte-eiland-effekte te verminder. Hulle is nie net volhoubaar nie, aangesien hulle nie fossielbrandstowwe verbrand nie en dus geen CO2-uitlatings produseer nie, maar help ook om stedelike temperature gemakliker te maak.

'n Studie deur DeLorean Power in Switserland het bevind dat werknemers se parkeergedrag ideaal ooreenstem met die hoeveelheid sonkrag wat opgewek word. Die elektriese voertuig se daaglikse kilometers kan in byna enige weer afgelê word, en enige surplusenergie kan in die netwerk ingevoer word. Die jaarlikse sonkragopwekking in die parkeerterrein stem ooreen met die voertuig se energiebehoeftes. Sonkragparkeerterreine het die grootste potensiaal vir elektrisiteitsopwekking van alle infrastruktuursektore. In Switserland is daar ongeveer twee parkeerplekke beskikbaar vir elke geregistreerde motor. In geskikte streke kan dit meer as 10 terawatt-uur sonkrag per jaar opwek (15% van die huidige elektrisiteitsverbruik). "Dit is verstommend hoe min proefaanlegte daar is," het die studie-outeurs gesê. Verder beskerm so 'n dak die motor teen die elemente en verminder hitte-opbou in die somer.

Volgens 'n ontleding deur die Federale Statistiekkantoor (FSO) het Switserland ten minste 5 miljoen bogrondse parkeerplekke (6 400 hektaar) met ongeveer 4,7 miljoen geregistreerde passasiersmotors. Hierdie parkeerareas is aangeteken met behulp van 'n digitale metode wat slegs groter aangrensende areas identifiseer en nie individuele parkeerplekke nie. Verkeerskundiges skat dus dat daar tussen 8 en 10 miljoen parkeerplekke is. Dis omtrent twee per motor.

Volgens 'n ander studie, "Solar Power Generation for Infrastructure Facilities and Conversion Areas", het bogrondse of oop parkeerareas die grootste PV-potensiaal van alle infrastruktuurareas. Hierdie areas kan tot 10 terawatt-ure (TWh) PV-elektrisiteit per jaar lewer. Dit bring die totale elektrisiteitsproduksie in Switserland op 65.5 TWh te staan.

Die gemiddelde parkeerarea is 12,5 vierkante meter (2,5 meter x 5 meter). Dit is ook die area wat 'n sonkragdak moet dek. Die energie-opbrengs van 'n FV-stelsel hang af van baie faktore, insluitend sonbestraling, komponentdoeltreffendheid en module-oriëntasie. In Thurgau kan ongeveer 1000 kWh elektrisiteit per jaar opgewek word met 1 kW geïnstalleerde FV-kapasiteit (1000 kWh per 1 kWp).

Afhangende van die FV-modules wat gebruik word, benodig 1 kWp 'n geïnstalleerde kapasiteit van 4 tot 8 vierkante meter. Hierdie studie veronderstel 5 m² per kWp. Daarom kan 'n parkeerplek van 12,5 m² met 'n 2,5 kWp-stelsel geïnstalleer word, wat 2 500 kWh sonkrag per jaar opwek. Die gemiddelde Switserse huishoudelike verbruik is ongeveer 4 500 kWh/jaar (uitgesluit verhitting, ventilasie en elektriese voertuie).

Die modulêre ontwerp van 'n motorafdakstelsel is voordelig, wat die dak toelaat om byna enige parkeerplek aan te pas, wat sodoende voortgesette goeie benutting van die parkeerarea verseker en uitbreidbaarheid waarborg.

Bifasiale modules maak voorsiening vir verhoogde ligtransmissie deur die motorhuis. Dit is visueel aantreklik en lei tot hoër sonopbrengste, aangesien hierdie PV-modules ook lig wat van onder af inkom, kan benut en sodoende 10-20% meer energie lewer. Tans word bifasiale tegnologie nie wyd gebruik nie, omdat die ekonomiese lewensvatbaarheid daarvan nie gewaarborg word nie as gevolg van hoër modulepryse. Daar word egter verwag dat hierdie tegnologie in die komende jare meer gevestig sal raak.

In ons 4+2+ modulêre en skaalbare sonkrag-motorportstelsel, wat semi-deursigtige en bifasiale modules gebruik, is hierdie punte van toepassing en is dit reeds 'n bykomende prysmededingende alternatief :

Sonkragdakopsies spesifiek vir voertuie – Beeld: Xpert.Digital

Meer daaroor hier:

• Feite en syfers: Sonkrag-motorhuis, motorhuis met sonkragdak, vergelyking van dakopsies en voorbeeldparkeerterrein met elektrisiteitsopbrengs

Onbeperk: Modulêre en skaalbare sonkrag-motorhuisstelsel vir motors en vragmotors

Onbeperk: Modulêre en skaalbare sonkrag-motorhuisstelsel vir motors en vragmotors

Tegniese spesifikasies: Modulêre en skaalbare sonkrag-motorhuisstelsel vir motors en vragmotors

Tegniese spesifikasies: Modulêre en skaalbare sonkrag-motorhuisstelsel vir motors en vragmotors

Voordele in 'n oogopslag:

• Buigsame en modulêre (skaalbare) ontwerp
• Vryhoogte vir motors vanaf 2.66 m (uitbreidbaar tot 4.5 m of meer vir vragmotors)
• Parkeerplekdiepte vir motors tot 6.1 m, teenoorgestelde kant tot 12.5 m moontlik.
  Die diepte hang af van die afmetings van die sonmodules wat gebruik word.
• Die sonkrag-motorportstelsel is optimaal ontwerp vir semi-deursigtige sonmodules met
  12%/40% ligtransmissie (!) – en is gesertifiseer vir oorhoofse montering.
• Opsioneel beskikbaar met kragtige LED-beligting, dimbaar en met bewegingsbeheer
• Ook geskik vir parkeerplekke met skuins posisionering
• Geen versteekte kostes rakende fondasies nie.
  Gebruik van puntfondamente (mees ekonomiese opsie, geen uitgebreide uitgrawing vir betonplate ens. is nodig vir strukturele stabiliteit nie) of installasie met voetplate, afhangende van die bestaande grondtoestande/asfalt.

Verdere bronne:

• Kostefaktor van grondfondament vir sonkrag-motorhuise
• Sonkragmotorafdakke waar daar nie meer 'n standaard is nie - die optimale oplossing vir elke uitdaging met sonkragafdakke vir oop parkeerplekke
• Sonkragmotorafdakstelsels: Wat is die beter en/of goedkoper opsie?
• Die sonkrag-motorhuisstrategie vir oop parkeerplekke
• Die modulêre sonkrag-motorhuisstelsel vir alle toepassings en situasies

Vragmotor-sonkrag-motorafdakstelsel

As gevolg van die feit dat die 4+2+ kolomtegnologie die mees buigsame oplossing (beide tegnies en in terme van prys) vir 'n parkeerplekdakstelsel bied, kan dit ook maklik uitgebrei word en op groter voertuie soos vragmotors met toepaslike wysigings toegepas word.

Mierkolonies in stedelike hitte-eilande het 'n verhoogde toleransie vir hitte sonder dat dit ten koste van hul toleransie vir koue gaan.

Spesies wat goed kan aanpas, kan voordeel trek uit die toestande wat deur stedelike hitte-eilande geskep word om in streke buite hul normale verspreidingsgebied te floreer. Voorbeelde sluit in die gryskop-vlieënde jakkals (Pteropus poliocephalus) en die huisgekko (Hemidactylus frenatus). Gryskop-vlieënde jakkalse wat in Melbourne, Australië, gevind word, het stedelike habitats gekoloniseer nadat temperature daar gestyg het. Die temperatuurstyging en die gevolglike warmer winters maak die stedelike klimaat meer soortgelyk aan die spesie se meer noordelike habitat in die natuur.

Pogings om stedelike hitte-eilande te verminder en te bestuur, verminder temperatuurskommelings en die beskikbaarheid van voedsel en water. In gematigde klimate verleng stedelike hitte-eilande die groeiseisoen, wat die voortplantingsstrategieë van die spesies wat daar woon, verander. Dit word die beste waargeneem in die effekte wat stedelike hitte-eilande op watertemperatuur het. Omdat die temperatuur van nabygeleë geboue soms met meer as 28°C van die oppervlaklugtemperatuur verskil, warm neerslag vinnig op, wat veroorsaak dat afloop in nabygeleë strome, mere en riviere (of ander watermassas) oormatige termiese besoedeling ervaar. Hierdie verhoogde termiese besoedeling het die potensiaal om die watertemperatuur met 11 tot 17°C (20 tot 30°F) te verhoog. Hierdie toename veroorsaak termiese stres en skok vir visspesies wat in hierdie waters woon as gevolg van die vinnige temperatuurverandering in hul habitat.

Stedelike hitte-eilande, veroorsaak deur stede, het die natuurlike seleksieproses verander. Seleksiedruk soos temporale variasies in voedsel, roofdiere en water word verminder, wat 'n reeks nuwe seleksiekragte toelaat om in werking te tree. Daar is byvoorbeeld meer insekte in stedelike habitats as in landelike gebiede. Insekte is ektotermies, wat beteken dat hulle staatmaak op die omgewingstemperatuur om hul liggaamstemperatuur te reguleer, dus is die warmer stedelike klimaat ideaal vir hul oorlewing. 'n Studie van Parthenolecanium quercifex (eikeskaalinsekte) wat in Raleigh, Noord-Carolina, uitgevoer is, het getoon dat hierdie spesifieke spesie warmer klimate verkies en dus meer talryk is in stedelike habitats as op eikebome in landelike gebiede. Met verloop van tyd het hulle aangepas om in warmer klimate te floreer eerder as koeler klimate.

Die teenwoordigheid van nie-inheemse spesies is sterk afhanklik van menslike aktiwiteit. 'n Goeie voorbeeld is die bevolkings van kransmartins wat onder die dakrand van geboue in stedelike gebiede nes maak. Hulle benut die beskerming wat mense in die boonste dele van geboue bied, wat lei tot 'n toename in hul bevolkings as gevolg van die ekstra skuiling en verminderde roofdierdruk.

Benewens hul uitwerking op temperatuur, kan ultrahoë temperature (UHI's) sekondêre effekte op plaaslike meteorologie hê, insluitend veranderinge in plaaslike windpatrone, wolk- en misontwikkeling, humiditeit en neerslag. Die bykomende hitte wat deur UHI's gegenereer word, lei tot sterker opwaartse beweging, wat bykomende bui- en donderstormaktiwiteit kan veroorsaak. Verder skep UHI's 'n plaaslike laedrukgebied gedurende die dag, wat relatief vogtige lug van die omliggende landelike gebiede intrek, wat kan lei tot gunstiger toestande vir wolkvorming. Neerslaghoeveelhede in die reënskaduwee van stede word met 48% tot 116% verhoog. Gedeeltelik as gevolg van hierdie opwarming, is maandelikse neerslag binne 'n radius van 20 myl (32 km) tot 40 myl (64 km) windaf van stede ongeveer 28% hoër as windop. In sommige stede het die totale neerslag met 51% toegeneem.

In 'n paar gebiede het studies daarop gedui dat metropolitaanse gebiede minder geneig is tot swak tornado's as gevolg van turbulente vermenging wat veroorsaak word deur die stedelike hitte-eiland-effek. Deur satellietbeelde te gebruik, het navorsers ontdek dat stedelike klimate 'n merkbare impak het op groeiseisoene tot 10 kilometer (6.2 myl) vanaf die stadsgrense. In 70 stede in oostelike Noord-Amerika was die groeiseisoen in stedelike gebiede ongeveer 15 dae langer as in landelike gebiede buite die stad se invloed.

Studies in China het getoon dat die stedelike hitte-eiland-effek met ongeveer 30% tot aardverwarming bydra. Aan die ander kant het 'n vergelyking van stedelike en landelike gebiede in 1999 daarop gedui dat die stedelike hitte-eiland-effek slegs 'n geringe invloed op die ontwikkeling van die globale gemiddelde temperatuur het. Een studie het tot die gevolgtrekking gekom dat stede die klimaat in 'n gebied wat twee tot vier keer groter is as hul eie oppervlakte verander. 'n Ander stel dat stedelike hitte-eilande die globale klimaat beïnvloed deur die straalstroom te beïnvloed. Verskeie studies het getoon dat die gevolge van hitte-eilande toenemend prominent word namate klimaatsverandering vorder.

Stedelike hitte-eilande (UHI's) kan 'n direkte impak op die gesondheid en welstand van stadsbewoners hê. In die Verenigde State alleen sterf gemiddeld 1 000 mense elke jaar as gevolg van uiterste hitte. Omdat UHI's gekenmerk word deur verhoogde temperature, kan hulle moontlik die intensiteit en duur van hittegolwe in stede verhoog. Navorsing het getoon dat die sterftesyfer tydens 'n hittegolf eksponensieel toeneem met die piektemperatuur, 'n effek wat deur UHI's versterk word. Die aantal mense wat aan uiterste temperature blootgestel word, word verhoog deur UHI-geïnduseerde verwarming. Die nagtelike effek van UHI's kan veral skadelik wees tydens 'n hittegolf, aangesien dit stadsbewoners die nagtelike verkoeling wat in landelike gebiede gevind word, ontneem.

Navorsing in die Verenigde State dui daarop dat die verband tussen uiterste temperature en mortaliteit volgens ligging verskil. Hitte is geneig om die risiko van dood in noordelike stede te verhoog eerder as in suidelike streke. Byvoorbeeld, wanneer Chicago, Denver of New York buitengewoon warm somertemperature ervaar, is 'n toename in siekte en sterftes te verwagte. Omgekeerd loop dele van die land wat die hele jaar deur matig tot warm is, minder 'n openbare gesondheidsrisiko as gevolg van oormatige hitte. Navorsing dui daarop dat inwoners van suidelike stede soos Miami, Tampa, Los Angeles en Phoenix meer gewoond is aan warm weer en dus minder kwesbaar is vir hitteverwante sterftes. Oor die algemeen lyk dit egter asof mense in die Verenigde State met elke verbygaande dekade meer gewoond raak aan warmer temperature, hoewel dit kan wees as gevolg van beter infrastruktuur, meer moderne geboue en groter openbare bewustheid.

Daar is berig dat hoër temperature kan lei tot hittesteek, hitte-uitputting, hittesinkope en hittekrampe. Sommige studies het ook ondersoek ingestel na hoe ernstige hittesteek kan lei tot permanente skade aan orgaanstelsels. Hierdie skade kan die risiko van voortydige dood verhoog omdat dit kan lei tot ernstige inkorting van orgaanfunksie. Ander komplikasies van hittesteek sluit in respiratoriese noodsindroom by volwassenes en verspreide intravaskulêre koagulasie (DIC). Sommige navorsers het bevind dat enige inkorting van die menslike liggaam se vermoë om termoregulering teoreties die risiko van dood verhoog. Dit sluit toestande in wat 'n persoon se mobiliteit, bewussyn of gedrag kan beïnvloed. Navorsers het bevind dat mense met kognitiewe probleme (bv. depressie, demensie, Parkinson se siekte) meer kwesbaar is in hoë temperature en veral versigtig moet wees, aangesien hitte getoon is om kognitiewe prestasie in verskillende mate te beïnvloed. Mense met diabetes, vetsug, slaapgebrek of kardiovaskulêre/serebrovaskulêre siekte moet oormatige hitteblootstelling vermy. Sommige algemene medikasie wat termoregulering beïnvloed, kan ook die risiko van dood verhoog. Dit sluit in anticholinergika, diuretika, fenotiasiene en barbiturate. Hitte kan nie net gesondheid beïnvloed nie, maar ook gedrag. 'n Amerikaanse studie dui daarop dat hitte mense meer prikkelbaar en aggressief kan maak, en wys daarop dat die aantal geweldsmisdade met 4,58 per 100 000 toegeneem het vir elke graad Celsius wat temperatuur toeneem.

'n Navorser het bevind dat hoë UHI-intensiteit korreleer met verhoogde konsentrasies lugbesoedelingstowwe, wat snags ophoop en die luggehalte die volgende dag kan beïnvloed. Hierdie besoedelingstowwe sluit in vlugtige organiese verbindings, koolstofmonoksied, stikstofoksiede en partikelmateriaal. Die produksie van hierdie besoedelingstowwe, gekombineer met die hoër temperature in UHI's, kan osoonvorming versnel. Oppervlakosoon word as 'n skadelike besoedelstof beskou. Studies dui daarop dat hoër temperature in UHI's die aantal besoedelde dae kan verhoog, maar dui ook daarop dat ander faktore (bv. lugdruk, wolkbedekking, windspoed) ook besoedeling kan beïnvloed. Studies uit Hong Kong het bevind dat woonbuurte met swakker ventilasie van die stedelike buitelug geneig is om sterker effekte van die stedelike hitte-eiland-effek te ervaar en aansienlik hoër algehele mortaliteit het in vergelyking met gebiede met beter ventilasie.

Die Sentrums vir Siektebeheer en -voorkoming merk op dat “dit moeilik is om geldige voorspellings te maak oor hitteverwante siektes en sterftes onder verskillende klimaatsveranderingscenario's” en dat “hitteverwante sterftes voorkombaar is, soos getoon deur die afname in algehele mortaliteit tydens hittegebeurtenisse oor die afgelope 35 jaar.” Sommige studies dui egter daarop dat die gesondheidsimpakte van UHI onevenredig kan wees, aangesien die gevolge oneweredig versprei kan word op grond van ouderdom, etnisiteit en sosio-ekonomiese status. Dit verhoog die moontlikheid dat die gesondheidsimpakte van UHI 'n omgewingsgeregtigheidskwessie is.