Dopad urbanizace: Městský nebo městský tepelný ostrov – vyhnout se solárním zastřešením při výrobě elektřiny

Městský tepelný ostrov je městská nebo metropolitní oblast, která je díky lidské činnosti výrazně teplejší než okolní venkovské oblasti. Teplotní rozdíl je obvykle větší v noci než ve dne a je nejvíce patrný při slabém větru. UHI je zvláště patrný v létě a v zimě. Hlavní příčinou UHI efektu je změna povrchu země. Studie ukázala, že tepelné ostrovy mohou být ovlivněny blízkostí různých typů krajinného pokryvu, takže blízkost neplodné půdy způsobuje oteplování městské půdy, zatímco blízkost vegetace ji činí chladnější. Dalším faktorem je odpadní teplo generované spotřebou energie. Jak roste populační centrum, jeho plocha se zvětšuje a průměrná teplota se zvyšuje. Používá se také termín tepelný ostrov; lze jej použít pro jakoukoli oblast, která je relativně teplejší než okolní oblast, ale obecně se vztahuje na oblasti rušené lidmi.

Měsíční srážky jsou větší v závětří měst, částečně kvůli UHI. Zvyšující se teplo v městských centrech prodlužuje vegetační období a snižuje výskyt slabých tornád. UHI zhoršuje kvalitu ovzduší tím, že zvyšuje produkci znečišťujících látek, jako je ozón, a zhoršuje kvalitu vody, protože teplejší voda proudí do řek v regionu a zatěžuje jejich ekosystémy.

Ne všechna města mají výrazný městský tepelný ostrov a vlastnosti tepelného ostrova do značné míry závisí na klimatu pozadí oblasti, ve které se město nachází. Efekt městského tepelného ostrova lze snížit zelenými střechami, pasivním denním sálavým chlazením a používáním světlých povrchů v městských oblastech, které odrážejí více slunečního světla a absorbují méně tepla. Urbanizace prohloubila dopady změny klimatu ve městech.

Tento jev byl poprvé studován a popsán Lukem Howardem v roce 1810, i když to nebyl on, kdo jev pojmenoval. Výzkum městské atmosféry pokračoval i v devatenáctém století. Mezi 20. a 40. léty 20. století hledali výzkumníci v Evropě, Mexiku, Indii, Japonsku a Spojených státech nové metody, jak tomuto fenoménu porozumět v nově vznikající oblasti místní klimatologie neboli meteorologie v mikroměřítku. V roce 1929 použil Albert Peppler termín „městský tepelný ostrov“, který je považován za první příklad městského tepelného ostrova. V letech 1990 až 2000 bylo ročně publikováno přibližně 30 studií; Do roku 2010 se tento počet zvýšil na 100 a v roce 2015 jich bylo již více než 300.

Existuje několik příčin městského tepelného ostrova. Tmavé povrchy pohlcují výrazně více slunečního záření, což způsobuje, že se ulice a budovy v městských oblastech během dne zahřívají více než v příměstských a venkovských oblastech. Materiály běžně používané na chodníky a střechy v městských oblastech, jako je beton a asfalt, mají výrazně odlišné tepelné objemové vlastnosti (včetně tepelné kapacity a tepelné vodivosti) a povrchové sálavé vlastnosti (albedo a emisivita) než okolní venkovské oblasti. To mění energetickou bilanci městské oblasti, což často vede k vyšším teplotám než v okolních venkovských oblastech]. Dalším důležitým důvodem je nedostatek evapotranspirace (např. kvůli nedostatku vegetace) v městských oblastech. Americká lesní služba v roce 2018 zjistila, že města ve Spojených státech každý rok ztrácejí 36 milionů stromů. Jak ubývá vegetace, města také ztrácejí stín a chladivý efekt stromů odpařováním.

Další příčiny UHI jsou způsobeny geometrickými efekty. Vysoké budovy v mnoha městských oblastech poskytují více povrchů pro odraz a pohlcování slunečního světla, čímž se zvyšuje účinnost oteplování městských oblastí. Říká se tomu „efekt městského kaňonu“. Dalším efektem budov je blokování větru, které také brání konvekčnímu chlazení a odvodu škodlivin. K UHI efektu přispívá i odpadní teplo z automobilů, klimatizace, průmyslu a dalších zdrojů. Vysoké úrovně znečištění v městských oblastech mohou také zvýšit UHI, protože mnoho forem znečištění mění radiační vlastnosti atmosféry. UHI nejen zvyšuje teploty ve městech, ale také koncentrace ozonu, protože ozon je skleníkový plyn, jehož tvorba se s rostoucí teplotou zrychluje.

Ve většině měst je teplotní rozdíl mezi městem a okolními venkovskými oblastmi největší v noci. I když je teplotní rozdíl výrazný po celý rok, v zimě je obecně větší. Typický teplotní rozdíl mezi centrem města a okolními poli je několik stupňů. Teplotní rozdíl mezi centrem města a okolními předměstími je někdy zmíněn ve zprávách o počasí, např. B. 20 °C v centru města, 18 °C na předměstí. Průměrná roční teplota vzduchu ve městě s 1 milionem a více obyvatel může být o 1,0-3,0 °C teplejší než v okolí. Večer může být rozdíl až 12 °C.

UHI lze definovat buď jako rozdíl teplot vzduchu (Canopy UHI) nebo jako rozdíl povrchových teplot (Surface UHI) mezi městskými a venkovskými oblastmi. Oba mají mírně odlišnou denní a sezónní variabilitu a mají různé příčiny.

IPCC poznamenal, že „je známo, že městské tepelné ostrovy zvyšují noční teploty více než denní teploty ve srovnání s mimoměstskými oblastmi“. Například v Barceloně ve Španělsku jsou denní maximální teploty o 0,2 °C chladnější a minimální teploty o 2,9 °C vyšší než na nedaleké venkovské stanici. Popis vůbec první zprávy UHI od Luka Howarda z konce 19. století uvádí, že centrální Londýn je v noci o 2,1 °C teplejší než okolní oblast. Ačkoli je teplejší teplota vzduchu v UHI obecně nejzřetelněji pociťována v noci, městské tepelné ostrovy vykazují významné a poněkud paradoxní denní chování. Rozdíl teplot vzduchu mezi UHI a okolím je velký v noci a malý ve dne. Opak je pravdou pro kožní teploty městské krajiny v rámci UHI.

Během dne, zvláště když je jasná obloha, se městské povrchy zahřívají absorbováním slunečního záření. Povrchy v městských oblastech mají tendenci se ohřívat rychleji než v okolních venkovských oblastech. Městské povrchy působí díky své vysoké tepelné kapacitě jako obrovský zásobník tepelné energie. Například beton může akumulovat asi 2000krát více tepla než ekvivalentní objem vzduchu. Proto lze vysokou denní povrchovou teplotu uvnitř UHI snadno detekovat tepelným dálkovým snímáním. Jak je často v případě denního oteplování, toto oteplování má také za následek konvektivní větry uvnitř městské mezní vrstvy. Předpokládá se, že v důsledku výsledného atmosférického míšení je narušení teploty vzduchu v UHI během dne obecně minimální nebo žádné, ačkoli povrchové teploty mohou dosáhnout extrémně vysokých hodnot.

V noci je situace opačná. Absence solárního ohřevu vede k poklesu atmosférické konvekce a stabilizaci městské mezní vrstvy. Pokud je stabilizace dostatečná, vytvoří se inverzní vrstva. To zachycuje městský vzduch blízko povrchu a udržuje povrchový vzduch teplý ze stále teplých městských oblastí, což má za následek vyšší noční teploty vzduchu v UHI. Kromě vlastností zadržování tepla v městských oblastech může být noční maximum v městských kaňonech způsobeno také tím, že výhled na oblohu je blokován během ochlazování: povrchy v noci ztrácejí teplo hlavně sáláním do poměrně chladné oblohy, a to je pohlcena budovami v jedné městské oblasti blokované. Radiační chlazení je dominantnější, když je rychlost větru nízká a obloha je jasná, a skutečně za těchto podmínek je UHI největší v noci.

Mezivládní panel pro změnu klimatu (IPCC) – Mezivládní panel pro změnu klimatu je mezivládní orgán Organizace spojených národů odpovědný za šíření znalostí o změně klimatu způsobené člověkem. Byl založen v roce 1988 Světovou meteorologickou organizací (WMO) a Programem OSN pro životní prostředí (UNEP) a později byl schválen Valným shromážděním Organizace spojených národů. Sídlí ve švýcarské Ženevě a tvoří ji 195 členských států. IPCC je řízen svými členskými státy, které volí radu vědců, kteří slouží po dobu trvání cyklu hodnocení (obvykle šest až sedm let). IPCC je podporován sekretariátem a různými jednotkami technické podpory složenými ze specializovaných pracovních skupin a pracovních skupin.

IPCC poskytuje objektivní a komplexní vědecké informace o lidsky způsobené změně klimatu, včetně přírodních, politických a ekonomických dopadů a rizik a možných reakcí. IPCC neprovádí svůj vlastní výzkum ani nemonitoruje změnu klimatu, ale spíše pravidelně a systematicky přezkoumává veškerou relevantní publikovanou literaturu. Tisíce vědců a dalších odborníků dobrovolně přezkoumají data a sestaví klíčová zjištění do „hodnoticích zpráv“ pro tvůrce politik a veřejnost.

IPCC je mezinárodně uznávanou autoritou v oblasti změny klimatu a její práce je široce podporována předními klimatickými vědci a vládami. Její zprávy hrají klíčovou roli v Rámcové úmluvě Organizace spojených národů o změně klimatu (UNFCCC), přičemž Pátá hodnotící zpráva významně ovlivňuje přelomovou Pařížskou dohodu z roku 2015. IPCC sdílel Nobelovu cenu míru s Al Gorem v roce 2007 za přínos k pochopení změny klimatu.

V roce 2015 IPCC zahájil svůj šestý hodnotící cyklus, který má být dokončen v roce 2023. V srpnu 2021 IPCC zveřejnil svůj příspěvek pracovní skupiny I k Šesté hodnotící zprávě (IPCC AR6) o fyzikálních základech klimatických změn, které noviny The Guardian popsaly jako dosud nejsilnější varování „před zásadní nevyhnutelnou a nevratnou změnou klimatu“. téma, o kterém se diskutovalo, převzalo mnoho novin po celém světě. Dne 28. února 2022 zveřejnil IPCC svou zprávu pracovní skupiny II o dopadech a přizpůsobení. Příspěvek pracovní skupiny III o „zmírňování změny klimatu“ k šesté hodnotící zprávě byl zveřejněn 4. dubna 2022. Šestá hodnotící zpráva má být dokončena souhrnnou zprávou v březnu 2023.

Během období šesté hodnotící zprávy zveřejnil IPCC tři zvláštní zprávy: Zvláštní zprávu o globálním oteplení o 1,5 °C v roce 2018, dále Zvláštní zprávu o změně klimatu a zemi (SRCCL) a Zvláštní zprávu o oceánech a Kryosféra v měnícím se klimatu (SROCC), obojí v roce 2019. V roce 2019 také aktualizovala své metody. Šestý hodnotící cyklus byl proto popsán jako nejambicióznější v historii IPCC.

Teplotní rozdíl městského tepelného ostrova je nejen větší v noci než ve dne, ale také větší v zimě než v létě. To platí zejména v zasněžených oblastech, protože města mají tendenci zadržovat sníh po kratší dobu než okolní venkov (je to způsobeno větší izolační schopností měst a také lidskými aktivitami, jako je orba). Tím se snižuje albedo (míra jasu tělesa) města a zvyšuje se oteplovací efekt. Vyšší rychlosti větru ve venkovských oblastech, zejména v zimě, mohou také přispět k chladnějším oblastem než ve městech. V oblastech s výrazným obdobím dešťů a sucha je efekt městského tepelného ostrova větší v období sucha. Tepelná časová konstanta vlhké půdy je mnohem vyšší než u suché půdy. V důsledku toho se vlhké venkovské půdy ochlazují pomaleji než suché venkovské půdy, což pomáhá minimalizovat noční teplotní rozdíl mezi městskými a venkovskými oblastmi.

Pokud má město nebo obec dobrý systém pozorování počasí, lze UHI měřit přímo. Alternativou je použití komplexní simulace místa pro výpočet UHI nebo použití empirické aproximační metody. Takové modely umožňují začlenit UHI do odhadů budoucího nárůstu teploty ve městech v důsledku změny klimatu.

Leonard O. Myrup publikoval v roce 1969 první komplexní numerické řešení pro předpovídání účinků městského tepelného ostrova (UHI). Ve své práci podává přehled UHI a kritizuje tehdy existující teorie jako příliš kvalitativní. Je popsán obecný numerický model energetického rozpočtu a aplikován na městskou atmosféru. Jsou uvedeny výpočty pro několik speciálních případů a také analýza citlivosti. Bylo zjištěno, že model předpovídá správnou velikost městského teplotního přebytku. Efekt tepelného ostrova je čistým výsledkem několika konkurenčních fyzikálních procesů. Obecně jsou dominantními parametry snížený výpar v centru města a tepelné vlastnosti materiálů městských budov a chodníků. Navrhuje se, že takový model by mohl být použit v technických výpočtech ke zlepšení klimatu stávajících a budoucích měst.

Asfalt +
asfaltové parkování a solární přístřešek pro výrobu energie
= rozšíření funkčnosti a zahuštění
= opatření proti městským tepelným ostrovům

Asfalt je v posledních letech stále populárnější pro pokrytí měst. To je způsobeno tím, že asfalt je velmi odolný a levný povrch. Asfalt má však také některé nevýhody, zejména při použití ve velkém množství v městských oblastech.

Jednou z největších nevýhod asfaltu je, že velmi zahřívá prostředí. To je problém, protože už v letních měsících je ve městech velké vedro a teploty kvůli mnoha asfaltovým povrchům ještě stoupají. To znamená, že obyvatelé města velmi trpí horkem a mohou vést i ke zdravotním problémům.

Takže přehřívání měst je velký problém způsobený používáním asfaltu. Existují různé možnosti, jak tomuto problému čelit. Jednou z možností je vytvořit více zelených ploch ve městech, protože stromy a rostliny mohou absorbovat teplo. Snížit teplo ve městech může také využití solárních přístřešků pro auta nebo solárních parkovacích systémů. Tyto systémy jsou vybaveny fotovoltaickými moduly, které využívají solární energii k výrobě elektrické energie. Zároveň poskytují stín a snižují tak vyhřívání okolí.

Solární přístřešky pro auta a solární parkovací systémy jsou dobrým způsobem, jak omezit přehřívání ve městech. Nejen, že jsou udržitelné, protože nespalují fosilní paliva, a proto neprodukují žádné emise CO2, ale také přispívají k tomu, aby byla teplota ve městech příjemnější.

Studie 'De Lorean Power' ze Švýcarska zjistila, že chování zaměstnanců při parkování ideálně odpovídá množství vyrobené solární energie. Denní kilometrový výkon elektromobilu lze pokrýt téměř za každého počasí a přebytek lze dodávat do sítě. Roční produkce solární energie na parkovišti odpovídá energetické potřebě vozidla. Solární parkovací místa mají největší potenciál pro výrobu elektřiny ze všech infrastrukturních oblastí. Pro každé registrované auto jsou ve Švýcarsku k dispozici přibližně 2 parkovací místa. V dostupných regionech dokáže vyrobit více než 10 terawatthodin solární energie za rok (15 % současné spotřeby elektřiny). „Je udivující, jak málo pilotních zařízení existuje,“ říkají autoři studie. Taková střecha navíc chrání vůz před živly a v létě snižuje přehřívání vozu.

Podle hodnocení Federálního statistického úřadu (FSO) má Švýcarsko minimálně 5 milionů nadzemních parkovacích míst (6 400 hektarů) s přibližně 4,7 miliony registrovaných aut. Tyto parkovací plochy byly zaznamenány pomocí digitálního procesu, který rozpoznává pouze větší přilehlé plochy a nikoli jednotlivá parkovací místa. Dopravní experti proto očekávají 8 až 10 milionů parkovacích míst. To jsou asi 2 na auto.

Podle další studie „Výroba solární energie pro infrastrukturní zařízení a oblasti přeměny“ mají nadzemní nebo otevřená parkoviště největší fotovoltaický potenciál ze všech infrastrukturních oblastí. Tyto oblasti mohou poskytnout až 10 terawatthodin (TWh) FV elektřiny ročně. To znamená, že celková výroba elektřiny ve Švýcarsku je 65,5 TWh.

Průměrná parkovací plocha je 12,5 metrů čtverečních (2,5 metrů x 5 metrů). To je také plocha, kterou musí mít solární střecha. Energetický výnos FV systému závisí na mnoha faktorech, včetně slunečního záření, účinnosti komponent a orientace modulu. V Thurgau lze s 1 kW instalovaného FV výkonu vyrobit ročně kolem 1000 kWh elektřiny (1000 kWh na 1 kWp).

V závislosti na použitých FV modulech vyžaduje 1 kWp instalovanou kapacitu 4 až 8 metrů čtverečních. V této studii se počítá s 5 m2 na kWp. To znamená, že lze instalovat 12,5 m2 parkovacího stání s výkonem 2,5 kWp, které ročně vygeneruje 2 500 kWh solární energie. Průměrná spotřeba švýcarských domácností se pohybuje kolem 4 500 kWh/rok (bez vytápění, větrání a elektrických vozidel).

Modulární struktura systému přístřešku pro auto je výhodná a umožňuje přizpůsobit střechu téměř jakémukoli parkovacímu stání, a tím zajistit trvalé dobré využití parkovacího místa a zajistit rozšiřitelnost.

Pomocí bifaciálních modulů lze přístřešek pro auto zprůhlednit. To je vizuálně velmi zajímavé a vede to k vyšším solárním výnosům, protože odpovídající FV moduly mohou využívat i světlo přicházející zespodu a poskytovat tak o 10–20 % dodatečný výnos. Bifaciální technologie se v současné době příliš nepoužívá, protože není nutně nákladově efektivní kvůli vyšším cenám modulů. Předpokládá se však, že se tato technologie v nejbližších letech prosadí.

V našem modulárním a škálovatelném solárním carportovém systému 4+2+, kde jsou použity částečně průhledné a bifaciální moduly, platí tyto body a jsou nyní také cenovou alternativou :

Varianty solárního zastřešení speciálně pro vozidla – Obrázek: Xpert.Digital

Více o tom zde:

• Čísla, data, fakta: solární přístřešek pro auto, přístřešek pro auto se solární střechou, srovnání variant zastřešení a modelové parkovací stání s výnosem elektřiny

Limitless: Modulární a škálovatelný systém solárních přístřešků pro osobní a nákladní automobily

Limitless: Modulární a škálovatelný systém solárních přístřešků pro osobní a nákladní automobily

Technická data: Modulární a škálovatelný systém solárních přístřešků pro osobní a nákladní automobily

Technická data: Modulární a škálovatelný systém solárních přístřešků pro osobní a nákladní automobily

Výhody na první pohled:

• Flexibilní a modulární (škálovatelný) design
• Světlá výška pro osobní automobily od 2,66 m (rozšiřitelná na 4,5 m nebo více pro nákladní vozidla)
• Hloubka stání pro auta do 6,1 m, protilehlá možná až 12,5 m.
  Hloubka závisí na rozměrech použitých solárních modulů
• Solární carportový systém je optimálně navržen pro částečně průhledné solární moduly
  12% / 40% propustnost světla (!) - S certifikovaným schválením pro montáž nad hlavou
• Volitelně s výkonným LED osvětlením, stmívatelným a s pohybovým ovládáním
• Lze použít i pro parkovací stání se šikmým polohováním
• Žádné skryté náklady na základy
  Použití bodových základů (nejlevnější varianta, žádné složité výkopy zeminy pro betonové desky apod. nutné pro statiku) nebo instalace s podlahovými deskami v závislosti na stávajících podmínkách terénu/asfaltování

Další zdroje:

• Faktor nákladů na základy pro solární přístřešky pro auta
• Solární přístřešky pro auta tam, kde již není standardem - optimální řešení pro každou výzvu se solárním zastřešením pro otevřená parkovací místa
• Solární systémy carport: Která je lepší a/nebo levnější varianta?
• Strategie solárních přístřešků pro otevřená parkovací místa
• Modulární solární carportový systém pro všechny aplikace a případy

Systém solárního přístřešku pro auto

Vzhledem k tomu, že sloupová technologie 4+2+ je nejflexibilnějším řešením (technicky i cenově) pro systém zastřešení parkovacího stání, lze ji také snadno rozšířit a s příslušnými úpravami použít pro větší vozidla jako jsou nákladní vozidla .

Mravenčí kolonie na městských tepelných ostrovech mají zvýšenou odolnost vůči teplu, aniž by byla ohrožena odolnost vůči chladu.

Druhy, které jsou schopny dobře kolonizovat, mohou využít podmínek vytvořených městskými tepelnými ostrovy k prospívání v oblastech mimo jejich normální rozsah. Příkladem toho jsou liška šedohlavá (Pteropus poliocephalus) a gekon domácí (Hemidactylus frenatus). Šedohlavé létající lišky, nalezené v Melbourne v Austrálii, kolonizovaly městská stanoviště poté, co se tam zvýšily teploty. Vzhledem ke zvýšení teploty a z toho plynoucím teplejším zimám je klima ve městě více podobné severnímu stanovišti druhu ve volné přírodě.

Pokusy o omezení a řízení městských tepelných ostrovů snižují kolísání teplot a dostupnost potravin a vody. V mírném klimatu městské tepelné ostrovy prodlužují vegetační období a mění tak reprodukční strategie druhů, které tam žijí. To lze nejlépe pozorovat na vlivu městských tepelných ostrovů na teplotu vody. Vzhledem k tomu, že teplota okolních budov se někdy liší o více než 80 °F (28 °C) od teploty povrchového vzduchu, srážky se rychle ohřívají, což způsobuje odtok do okolních potoků, jezer a řek (nebo jiných vodních ploch) a vytváří nadměrné teplo. nakládá olovo. Rostoucí tepelné znečištění má potenciál zvýšit teplotu vody o 11 až 17 °C (20 až 30 °F). Tento nárůst způsobuje, že druhy ryb žijící ve vodních útvarech trpí tepelným stresem a šokem v důsledku rychlé změny teploty v jejich stanovišti.

Městské tepelné ostrovy způsobené městy změnily proces přirozeného výběru. Selekční tlaky, jako jsou časové variace v potravě, predátorech a vodě, se uvolní, což umožňuje, aby do hry vstoupil nový soubor selektivních sil. Například v městských lokalitách je více hmyzu než ve venkovských oblastech. Hmyz je ektotermní. To znamená, že při regulaci tělesné teploty závisí na okolní teplotě, takže teplejší klima ve městě je pro ně ideální. Studie Parthenolecanium quercifex (dubový hmyz) provedená v Raleigh v Severní Karolíně ukázala, že tento konkrétní druh preferuje teplejší klima, a proto se vyskytuje ve větším množství v městských biotopech než na dubech ve venkovských oblastech. V průběhu času stráveného v městských biotopech se přizpůsobili, aby prospívali spíše v teplejším než chladnějším klimatu.

Výskyt nepůvodních druhů silně závisí na lidských aktivitách. Příkladem toho jsou populace martináče skalního, které hnízdí pod okapy budov v městských biotopech. Využívají úkrytu, který jim lidé poskytují v horních částech domovů, což způsobuje nárůst jejich populace kvůli dodatečné ochraně a snížení počtu predátorů.

Kromě vlivů na teplotu může mít UHI sekundární dopady na místní meteorologii, včetně změny místních vzorců větru, vývoje oblačnosti a mlhy, vlhkosti vzduchu a množství srážek. Dodatečné teplo vytvořené UHI bude mít za následek silnější pohyb nahoru, což může vyvolat další přeháňky a bouřky. Navíc UHI vytváří přes den lokální tlakovou níž, ve které spolu proudí relativně vlhký vzduch z venkovského prostředí, což může vést k příznivějším podmínkám pro tvorbu oblačnosti. Srážky v závětří měst vzrostly o 48 % na 116 %. Částečně v důsledku tohoto oteplování jsou měsíční srážky asi o 28 % vyšší v rozmezí 20 mil (32 km) až 40 mil (64 km) po větru od měst než proti větru. V některých městech se úhrn srážek zvýšil o 51 %.

Výzkum byl proveden v několika oblastech, které naznačují, že metropolitní oblasti jsou méně náchylné k slabým tornádům kvůli turbulentnímu míchání způsobenému teplem městského tepelného ostrova. Pomocí satelitních snímků vědci zjistili, že městské klima má znatelný dopad na vegetační období až 10 kilometrů (6,2 mil) od okraje města. V 70 městech na východě Severní Ameriky byla vegetační sezóna v městských oblastech asi o 15 dní delší než ve venkovských oblastech mimo vliv města.

Výzkum v Číně zjistil, že efekt městského tepelného ostrova přispívá k oteplování klimatu přibližně o 30 %. Na druhou stranu srovnání mezi městskými a venkovskými oblastmi z roku 1999 naznačilo, že efekt městského tepelného ostrova má malý vliv na vývoj globální průměrné teploty. Studie dospěla k závěru, že města mění klima v oblasti 2-4krát větší, než je jejich vlastní oblast. Jiný říká, že městské tepelné ostrovy ovlivňují globální klima tím, že ovlivňují tryskový proud. Několik studií ukázalo, že účinky tepelných ostrovů budou s postupující změnou klimatu závažnější.

UHI může mít přímý dopad na zdraví a pohodu obyvatel města. Jen ve Spojených státech zemře každý rok v důsledku extrémního horka v průměru 1000 lidí. Protože UHI jsou charakterizovány zvýšenými teplotami, mohou potenciálně zvýšit rozsah a trvání vln veder ve městech. Výzkum ukázal, že úmrtnost během vlny veder roste exponenciálně s maximální teplotou, což je efekt, který UHI zhoršuje. Počet lidí vystavených extrémním teplotám zvyšuje oteplování související s UHI. Noční efekt UHI může být zvláště škodlivý během vlny veder a zbavuje obyvatele měst nočního ochlazení ve venkovských oblastech.

Výzkum ve Spojených státech naznačuje, že souvislost mezi extrémními teplotami a úmrtností se liší podle místa. Horko zvyšuje riziko úmrtí ve městech na severu země více než v jižních oblastech země. Pokud například v Chicagu, Denveru nebo New Yorku panují nezvykle horké letní teploty, lze očekávat zvýšený počet nemocí a úmrtí. Naproti tomu části země, kde jsou teploty po celý rok mírné až horké, mají nižší riziko pro veřejné zdraví z nadměrného horka. Výzkum ukazuje, že obyvatelé jižních měst, jako je Miami, Tampa, Los Angeles a Phoenix, jsou více zvyklí na horké počasí, a proto jsou méně náchylní k úmrtím souvisejícím s horkem. Celkově se však zdá, že lidé ve Spojených státech si s každou další dekádou zvykají na vyšší teploty dále na sever, i když to může být způsobeno lepší infrastrukturou, modernějšími budovami a větším povědomím veřejnosti.

Bylo hlášeno, že vyšší teploty způsobují úpal, vyčerpání z horka, synkopy z horka a křeče z horka. Některé studie také zkoumaly, jak těžký úpal může způsobit trvalé poškození orgánových systémů. Toto poškození může zvýšit riziko časné úmrtnosti, protože může vést k vážnému poškození funkce orgánů. Mezi další komplikace úpalu patří syndrom respirační tísně dospělých a diseminovaná intravaskulární koagulace. Někteří vědci zjistili, že jakékoli narušení termoregulační schopnosti lidského těla teoreticky zvyšuje riziko úmrtí. Patří sem nemoci, které mohou ovlivnit pohyblivost, vědomí nebo chování člověka. Vědci zjistili, že „jedinci s kognitivními problémy (např. deprese, demence, Parkinsonova choroba) jsou vystaveni většímu riziku při vysokých teplotách a musí být obzvláště opatrní“, protože se ukázalo, že kognitivní výkon je ovlivněn teplem jinak. Lidé s cukrovkou, obezitou, nedostatkem spánku nebo kardiovaskulárním/cerebrovaskulárním onemocněním by se měli vyhýbat nadměrnému vystavení horku. Riziko úmrtí mohou zvýšit i některé běžné léky, které ovlivňují termoregulaci. Patří sem například anticholinergika, diuretika, fenothiaziny a barbituráty. Teplo může ovlivnit nejen zdraví, ale i chování. Americká studie naznačuje, že teplo může způsobit, že lidé jsou podrážděnější a agresivnější, a zjistila, že násilná kriminalita vzrostla o 4,58 na 100 000 obyvatel o každý stupeň zvýšení teploty.

Výzkumník zjistil, že vysoká intenzita UHI koreluje se zvýšenými hladinami látek znečišťujících ovzduší, které se hromadí během noci a mohou ovlivnit kvalitu ovzduší následujícího dne. Mezi tyto znečišťující látky patří těkavé organické sloučeniny, oxid uhelnatý, oxidy dusíku a pevné částice. Produkce těchto znečišťujících látek v kombinaci s vyššími teplotami v UHI může urychlit tvorbu ozonu. Povrchový ozon je považován za škodlivou znečišťující látku. Studie naznačují, že vyšší teploty v UHI mohou zvýšit počet znečištěných dní, ale také naznačují, že na znečištění mohou mít vliv i další faktory (např. tlak vzduchu, oblačnost, rychlost větru). Studie z Hongkongu zjistily, že čtvrti s horší ventilací městského venkovního vzduchu mají tendenci zažívat větší dopady městských tepelných ostrovů a mají výrazně vyšší úmrtnost ze všech příčin ve srovnání s oblastmi s lepší ventilací.

Centra pro kontrolu a prevenci nemocí poznamenávají, že je „obtížné učinit platné předpovědi nemocí a úmrtí souvisejících s horkem v různých scénářích změny klimatu“ a že „úmrtím souvisejícím s horkem lze předejít, jak ukazuje pokles úmrtnosti ze všech příčin. během tepelných událostí za posledních 35 let.“ let.“ Některé studie však naznačují, že vliv UHI na zdraví může být nepřiměřený, protože dopad může být nerovnoměrně rozložen v závislosti na věku, etnickém původu a socioekonomickém postavení. To vyvolává možnost, že zdravotní dopady UHI jsou otázkou environmentální spravedlnosti.