Urbaniseringens indvirkning: Varmeøer i byen – forebyggelse gennem soltag med samtidig elproduktion

En urban heat island (UHI) er et by- eller storbyområde, der er betydeligt varmere end de omkringliggende landområder på grund af menneskelig aktivitet. Temperaturforskellen er normalt større om natten end om dagen og mest udtalt, når vinden er svag. UHI er især mærkbar om sommeren og vinteren. Den primære årsag til UHI-effekten ligger i ændringer i landoverfladen. En undersøgelse har vist, at varmeøer kan påvirkes af nærhed til forskellige typer landdække, således at nærhed til goldt land fører til opvarmning af byjorden, mens nærhed til vegetation gør den køligere. Spildvarme genereret af energiforbrug er en anden faktor. Efterhånden som et befolkningscenter vokser, øges dets areal, og den gennemsnitlige temperatur stiger. Udtrykket "varmeø" bruges også; det kan henvise til ethvert område, der er relativt varmere end dets omgivelser, men refererer generelt til områder, der er forstyrret af menneskelig aktivitet.

Den månedlige nedbør er højere i byernes regnskygge, delvist på grund af den ujævnt regnfulde luft (UHI). Den stigende varme i bycentre forlænger vækstsæsonen og reducerer forekomsten af ​​svage tornadoer. UHI forværrer luftkvaliteten ved at øge produktionen af ​​forurenende stoffer såsom ozon, og den forringer vandkvaliteten, efterhånden som varmere vand strømmer ud i regionens floder og belaster deres økosystemer.

Ikke alle byer udviser en udtalt varmeøeffekt i byerne, og dens karakteristika afhænger i høj grad af baggrundsklimaet i det område, hvor byen ligger. Varmeøeffekten i byerne kan afbødes af grønne tage, passiv strålingskøling i løbet af dagen og brugen af ​​lyse overflader i byområder, som reflekterer mere sollys og absorberer mindre varme. Urbanisering har forværret virkningerne af klimaændringer i byerne.

Fænomenet blev først undersøgt og beskrevet af Luke Howard i 1810'erne, selvom det ikke var ham, der navngav det. Forskning i den bymæssige atmosfære fortsatte ind i det nittende århundrede. Mellem 1920'erne og 1940'erne søgte forskere i Europa, Mexico, Indien, Japan og USA, der arbejdede inden for de nye områder af lokal klimatologi eller mikroskalameteorologi, nye metoder til at forstå fænomenet. I 1929 brugte Albert Peppler udtrykket "urban heat island", som betragtes som det første eksempel på en urban heat island. Mellem 1990 og 2000 blev der offentliggjort cirka 30 undersøgelser årligt; i 2010 var dette tal steget til 100, og i 2015 havde det oversteget 300.

Der er flere årsager til den urbane varmeø-effekt. Mørke overflader absorberer betydeligt mere solstråling, hvilket får gader og bygninger i byområder til at opvarmes mere i løbet af dagen end i forstæder og landdistrikter. Materialer, der almindeligvis anvendes til vejbelægninger og tage i byområder, såsom beton og asfalt, har betydeligt forskellige termiske volumenegenskaber (herunder varmekapacitet og varmeledningsevne) og overfladestrålingsegenskaber (albedo og emissivitet) end dem i de omkringliggende landdistrikter. Dette ændrer energibalancen i byområdet, hvilket ofte resulterer i højere temperaturer end i de omkringliggende landdistrikter. En anden vigtig årsag er manglen på evapotranspiration (f.eks. på grund af mangel på vegetation) i byområder. Den amerikanske skovforvaltning fandt i 2018, at byer i USA mister 36 millioner træer hvert år. Med tilbagegangen i vegetation mister byerne også træernes skygge og kølende effekt gennem fordampning.

Andre årsager til urbane varmeøer (UHI) skyldes geometriske effekter. De høje bygninger i mange byområder tilbyder flere overflader til refleksion og absorption af sollys, hvilket øger effektiviteten af ​​urbane varmeøer. Dette er kendt som "urban canyon-effekten". En anden effekt af bygninger er blokering af vind, hvilket også forhindrer afkøling ved konvektion og fjernelse af forurenende stoffer. Spildvarme fra biler, klimaanlæg, industri og andre kilder bidrager også til UHI-effekten. Høje forureningsniveauer i byområder kan også forværre UHI, da mange former for forurening ændrer atmosfærens strålingsegenskaber. UHI øger ikke kun temperaturerne i byer, men også ozonkoncentrationerne, da ozon er en drivhusgas, hvis dannelse accelererer med stigende temperaturer.

I de fleste byer er temperaturforskellen mellem byområderne og de omkringliggende landområder størst om natten. Mens temperaturforskellen er betydelig hele året rundt, er den generelt større om vinteren. Den typiske temperaturforskel mellem bymidten og de omkringliggende marker er flere grader. Temperaturforskellen mellem en bymidte og de omkringliggende forstæder nævnes undertiden i vejrudsigter, f.eks. 20°C i bymidten, 18°C ​​i forstæderne. Den gennemsnitlige årlige lufttemperatur i en by med 1 million indbyggere eller mere kan være 1,0-3,0°C varmere end det omkringliggende område. Om aftenen kan forskellen være så meget som 12°C.

Den urbane varmeø-effekt (UHI) kan defineres enten som lufttemperaturforskellen (UHI i trækronerne) eller som overfladetemperaturforskellen (UHI i overfladen) mellem by- og landområder. Begge udviser lidt forskellig døgn- og sæsonvariabilitet og har forskellige årsager.

IPCC bemærkede, at "bymæssige varmeøer er kendt for at øge nattemperaturerne mere end dagtemperaturerne sammenlignet med ikke-bymæssige områder." I Barcelona, ​​Spanien, er maksimumtemperaturerne i dagtimerne for eksempel 0,2 °C køligere og minimumstemperaturerne 2,9 °C varmere end ved en nærliggende landlig station. En beskrivelse af den allerførste UHI-rapport af Luke Howard fra slutningen af ​​1810'erne angiver, at det centrale London er 2,1 °C varmere om natten end det omkringliggende landskab. Selvom den varmere lufttemperatur inden for UHI generelt er mest mærkbar om natten, udviser bymæssige varmeøer betydelig og noget paradoksal adfærd om dagen. Forskellen i lufttemperatur mellem UHI og det omkringliggende område er stor om natten og lille om dagen. Det modsatte gælder for overfladetemperaturerne i bylandskabet inden for UHI.

I løbet af dagen, især under klar himmel, opvarmes byoverflader ved absorption af solstråling. Overflader i byområder har en tendens til at opvarmes hurtigere end i de omkringliggende landdistrikter. På grund af deres høje varmekapacitet fungerer byoverflader som et enormt reservoir af termisk energi. For eksempel kan beton lagre cirka 2.000 gange mere varme end en sammenlignelig luftmængde. Derfor er de høje dagtemperaturer på overfladen inden for den urbane varmeø (UHI) let at opdage ved termisk fjernmåling. Som det ofte er tilfældet med dagtimeropvarmning, fører denne opvarmning også til konvektionsvinde inden for byens grænselag. Det antages, at forstyrrelsen af ​​lufttemperaturen inden for UHI på grund af den resulterende atmosfæriske blanding generelt er minimal eller ikke-eksisterende i løbet af dagen, selvom overfladetemperaturerne kan nå ekstremt høje niveauer.

Om natten vender situationen. Fraværet af solopvarmning fører til et fald i atmosfærisk konvektion og en stabilisering af byens grænselag. Hvis stabiliseringen er tilstrækkelig, dannes et inversionslag. Dette fanger byluften nær overfladen og holder den varm af de stadig varme byoverflader, hvilket resulterer i varmere nattemperaturer inden for den urbane varmeø (UHI). Udover byområders varmebevarende egenskaber kan natmaksimum i gadeslugter også skyldes blokeret udsyn til himlen under afkøling: overflader mister varme om natten primært gennem stråling til den forholdsvis kølige himmel, og dette blokeres af bygninger i et byområde. Strålingskøling er mere dominerende, når vindhastighederne er lave, og himlen er klar, og UHI er faktisk størst om natten under disse forhold.

Det Mellemstatslige Panel om Klimaændringer (IPCC) – Det Mellemstatslige Panel om Klimaændringer er et mellemstatsligt organ under FN, der er ansvarligt for at fremme vores viden om menneskeskabte klimaændringer. Det blev oprettet i 1988 af Verdens Meteorologiske Organisation (WMO) og FN's Miljøprogram (UNEP) og efterfølgende godkendt af FN's Generalforsamling. Det har base i Genève, Schweiz, og består af 195 medlemsstater. IPCC styres af sine medlemsstater, som vælger et videnskabsråd, der skal fungere i en vurderingscyklus (normalt seks til syv år). IPCC støttes af et sekretariat og forskellige tekniske støtteenheder, der består af specialiserede arbejdsgrupper og taskforcer.

IPCC leverer objektiv og omfattende videnskabelig information om menneskeskabte klimaændringer, herunder deres naturlige, politiske og økonomiske virkninger og risici, samt mulige reaktioner. IPCC udfører ikke sin egen forskning eller overvåger klimaændringer; i stedet foretager det en regelmæssig, systematisk gennemgang af al relevant offentliggjort litteratur. Tusindvis af forskere og andre eksperter melder sig frivilligt til at gennemgå dataene og samle de vigtigste resultater i vurderingsrapporter til politikere og offentligheden.

IPCC er en internationalt anerkendt autoritet inden for klimaændringer, og dens arbejde nyder bred støtte blandt førende klimaforskere og regeringer. Dens rapporter spiller en central rolle i FN's rammekonvention om klimaændringer (UNFCCC), hvor den femte vurderingsrapport havde betydelig indflydelse på den skelsættende Parisaftale fra 2015. IPCC blev sammen med Al Gore tildelt Nobels fredspris i 2007 for sit bidrag til vores forståelse af klimaændringer.

I 2015 begyndte IPCC sin sjette vurderingscyklus, som efter planen skal afsluttes i 2023. I august 2021 offentliggjorde IPCC sit bidrag fra arbejdsgruppe I til den sjette vurderingsrapport (IPCC AR6) om det fysiske grundlag for klimaændringer, som The Guardian beskrev som den hidtil mest alvorlige advarsel om store, uundgåelige og irreversible klimaændringer - et emne, der er blevet taget op af mange aviser verden over. Den 28. februar 2022 offentliggjorde IPCC sin rapport fra arbejdsgruppe II om virkninger og tilpasning. Arbejdsgruppe III's bidrag til den sjette vurderingsrapport om afbødning af klimaændringer blev offentliggjort den 4. april 2022. Den sjette vurderingsrapport efter planen skal afsluttes med en synteserapport i marts 2023.

I perioden for den sjette vurderingsrapport offentliggjorde IPCC tre særrapporter: særrapporten om global opvarmning på 1,5 °C i 2018, særrapporten om klimaændringer og land (SRCCL) og særrapporten om hav og kryosfære i et klima i forandring (SROCC), begge i 2019. IPCC opdaterede også sine metoder i 2019. Derfor er den sjette vurderingscyklus blevet beskrevet som den mest ambitiøse i IPCC's historie.

Temperaturforskellen i den urbane varmeø-effekt er ikke kun større om natten end om dagen, men også større om vinteren end om sommeren. Dette gælder især i snedækkede områder, da sneen typisk ligger kortere i byer end i de omkringliggende landdistrikter (dette skyldes byernes større isoleringsevne samt menneskelige aktiviteter såsom pløjning). Dette reducerer albedoen (et mål for et legemes lysstyrke) i byen og forstærker dermed den opvarmende effekt. Højere vindhastigheder i landdistrikter, især om vinteren, kan også bidrage til køligere temperaturer sammenlignet med byområder. I regioner med forskellige våde og tørre årstider er den urbane varmeø-effekt mere udtalt i den tørre sæson. Den termiske tidskonstant for fugtig jord er meget højere end for tør jord. Følgelig afkøles fugtig jord i landdistrikter langsommere end tør jord, hvilket hjælper med at minimere temperaturforskellen om natten mellem by- og landdistrikter.

Hvis en by eller kommune har et godt vejrovervågningssystem, kan den urbane varmeøeffekt (UHI) måles direkte. Alternativt kan en kompleks simulering af placeringen bruges til at beregne UHI, eller en empirisk tilnærmelsesmetode kan anvendes. Sådanne modeller gør det muligt at inkorporere UHI i estimater af fremtidige temperaturstigninger i byer på grund af klimaændringer.

I 1969 udgav Leonard O. Myrup den første omfattende numeriske behandling til forudsigelse af virkningerne af den urbane varmeø (UHI). I sit arbejde giver han et overblik over UHI og kritiserer de eksisterende teorier for at være for kvalitative. En generel numerisk energibudgetmodel beskrives og anvendes på den urbane atmosfære. Beregninger for flere særlige tilfælde samt en følsomhedsanalyse præsenteres. Modellen viser sig korrekt at forudsige størrelsen af ​​det urbane temperaturoverskud. Varmeøeffekten er nettoresultatet af flere konkurrerende fysiske processer. Generelt er reduceret fordampning i bymidten og de termiske egenskaber ved bybygninger og belægningsmaterialer de dominerende parametre. Det foreslås, at en sådan model kan bruges i ingeniørberegninger for at forbedre klimaet i eksisterende og fremtidige byer.

Asfalt +
Asfaltparkering & solcelledrevet carport
= Funktionsudvidelse & fortætning
= Foranstaltning mod varmeøer i byen

Asfalt er blevet mere og mere populært til at dække byer i de senere år. Dette skyldes, at asfalt er en meget holdbar og billig overflade. Asfalt har dog også nogle ulemper, især når det bruges i store mængder i byområder.

En af de største ulemper ved asfalt er dens betydelige varmeabsorption. Dette er et problem, fordi byerne allerede er meget varme i sommermånederne, og de mange asfaltoverflader forværrer varmen. Som følge heraf lider byboerne meget under varmen, og det kan endda føre til helbredsproblemer.

Overophedning i byerne er et stort problem forårsaget af brugen af ​​asfalt. Der findes flere muligheder for at modvirke dette problem. En af dem er at skabe flere grønne områder i byerne, da træer og planter kan absorbere varme. Brugen af ​​solcelledrevne carporte eller solcelledrevne parkeringsfaciliteter kan også bidrage til at reducere byvarmen. Disse faciliteter er udstyret med solcellemoduler, der udnytter solenergi til at generere elektricitet. Samtidig giver de skygge og reducerer dermed opvarmningen af ​​det omkringliggende område.

Solcelledrevne carporte og solcelledrevne parkeringsfaciliteter er derfor en god måde at reducere varmeøeffekten i byen. De er ikke kun bæredygtige, da de ikke forbrænder fossile brændstoffer og dermed ikke producerer CO2-udledning, men bidrager også til at gøre temperaturen i byen mere behagelig.

En undersøgelse foretaget af DeLorean Power i Schweiz viste, at medarbejdernes parkeringsadfærd ideelt set svarer til den mængde solenergi, der genereres. Elbilens daglige kilometertal kan tilbagelægges i næsten al slags vejr, og eventuel overskydende energi kan føres ind i elnettet. Den årlige solenergiproduktion på parkeringspladsen matcher køretøjets energibehov. Solcelleparkeringspladser har det største potentiale for elproduktion af alle infrastruktursektorer. I Schweiz er der cirka to parkeringspladser til rådighed for hver registreret bil. I egnede områder kan dette generere over 10 terawatt-timer solenergi om året (15 % af det nuværende elforbrug). "Det er forbløffende, hvor få pilotanlæg der er," udtalte forfatterne af undersøgelsen. Desuden beskytter et sådant tag bilen mod elementerne og reducerer varmeophobning om sommeren.

Ifølge en analyse fra det føderale statistiske kontor (FSO) har Schweiz mindst 5 millioner parkeringspladser over jorden (6.400 hektar) med cirka 4,7 millioner registrerede personbiler. Disse parkeringsområder blev registreret ved hjælp af en digital metode, der kun identificerer større tilstødende områder og ikke individuelle parkeringspladser. Trafikeksperter anslår derfor, at der er mellem 8 og 10 millioner parkeringspladser. Det er cirka to pr. bil.

Ifølge en anden undersøgelse, "Solar Power Generation for Infrastructure Facilities and Conversion Areas", har overjordiske eller åbne parkeringsområder det største PV-potentiale af alle infrastrukturområder. Disse områder kan levere op til 10 terawatt-timer (TWh) PV-elektricitet om året. Dette bringer den samlede elproduktion i Schweiz op på 65,5 TWh.

Det gennemsnitlige parkeringsareal er 12,5 kvadratmeter (2,5 meter x 5 meter). Dette er også det område, som et soltag skal dække. Energiudbyttet fra et PV-system afhænger af mange faktorer, herunder solindstråling, komponenternes effektivitet og modulernes orientering. I Thurgau kan der genereres cirka 1000 kWh elektricitet om året med 1 kW installeret PV-kapacitet (1000 kWh pr. 1 kWp).

Afhængigt af de anvendte PV-moduler kræver 1 kWp en installeret kapacitet på 4 til 8 kvadratmeter. Denne undersøgelse antager 5 m² pr. kWp. Derfor kan en parkeringsplads på 12,5 m² med et 2,5 kWp-system installeres, hvilket genererer 2.500 kWh solenergi om året. Det gennemsnitlige schweiziske husholdningsforbrug er omkring 4.500 kWh/år (eksklusive opvarmning, ventilation og elbiler).

Det modulære design af et carportsystem er fordelagtigt, da det gør det muligt at tilpasse taget til næsten enhver parkeringsplads, hvilket sikrer fortsat god udnyttelse af parkeringsarealet og garanterer udvidelsesmuligheder.

Bifaciale moduler giver mulighed for øget lystransmission gennem carporten. Dette er visuelt tiltalende og fører til højere soludbytter, da disse PV-moduler også kan udnytte lys, der kommer ind nedefra, og dermed levere 10-20% mere energi. I øjeblikket er bifacial teknologi ikke udbredt, fordi dens økonomiske levedygtighed ikke er garanteret på grund af højere modulpriser. Det forventes dog, at denne teknologi vil blive mere etableret i de kommende år.

I vores 4+2+ modulære og skalerbare solcelle-carportsystem, der bruger semi-transparente og bifaciale moduler, gælder disse punkter og er allerede et yderligere prismæssigt konkurrencedygtigt alternativ :

Soltagsmuligheder specifikt til køretøjer – Billede: Xpert.Digital

Mere information her:

• Fakta og tal: Solcellecarport, carport med soltag, sammenligning af tagmuligheder og eksempelparkeringsplads med eludbytte

Ubegrænset: Modulært og skalerbart solcellecarportsystem til biler og lastbiler

Ubegrænset: Modulært og skalerbart solcellecarportsystem til biler og lastbiler

Tekniske specifikationer: Modulært og skalerbart solcellecarportsystem til biler og lastbiler

Tekniske specifikationer: Modulært og skalerbart solcellecarportsystem til biler og lastbiler

Fordele i korte træk:

• Fleksibelt og modulært (skalerbart) design
• Frihøjde for biler fra 2,66 m (kan udvides til 4,5 m eller mere for lastbiler)
• Parkeringsdybde for biler op til 6,1 m, modsat side op til 12,5 m mulig.
  Dybden afhænger af dimensionerne på de anvendte solcellemoduler.
• Solcellecarportsystemet er optimalt designet til semitransparente solcellemoduler med
  12%/40% lysgennemgang (!) – og er certificeret til montering over hovedet.
• Fås som ekstraudstyr med kraftig LED-belysning, dæmpbar og med bevægelseskontrol
• Også egnet til parkeringspladser med skrå placering
• Ingen skjulte omkostninger vedrørende fundamenter.
  Brug af punktfundamenter (den mest økonomiske løsning, ingen omfattende udgravning til betonplader osv. er nødvendig for strukturel stabilitet) eller installation med fodplader, afhængigt af de eksisterende jordforhold/asfalt.

Yderligere kilder:

• Omkostningsfaktor for jordfundament til solcellecarporte
• Solcellecarporte hvor standard ikke længere gælder – Den optimale løsning til enhver udfordring med solcelletag til åbne parkeringspladser
• Solcelleanlæg til carporte: Hvilken er den bedste og/eller mest omkostningseffektive løsning?
• Strategien for solcellecarporte til åbne parkeringspladser
• Det modulære solcelle-carportsystem til alle anvendelser og situationer

Solcellecarport til lastbiler

Da 4+2+ søjleteknologien tilbyder den mest fleksible løsning (både teknisk og prismæssigt) til et tagsystem til parkeringspladser, kan den også nemt udvides og anvendes på større køretøjer som lastbiler med passende modifikationer.

Myrekolonier på bymæssige varmeøer har en øget tolerance over for varme, uden at dette går på bekostning af deres tolerance over for kulde.

Arter, der er i stand til at tilpasse sig godt, kan drage fordel af de forhold, der skabes af byernes varmeøer, til at trives i områder uden for deres normale udbredelsesområde. Eksempler inkluderer den gråhovedede flyvende ræv (Pteropus poliocephalus) og husgekkoen (Hemidactylus frenatus). Gråhovedede flyvende ræve, der findes i Melbourne, Australien, koloniserede byområder, efter at temperaturerne der steg. Temperaturstigningen og de deraf følgende varmere vintre gør byklimaet mere lig artens nordligere habitat i naturen.

Forsøg på at afbøde og håndtere byernes varmeøer reducerer temperaturudsving og tilgængeligheden af ​​føde og vand. I tempererede klimaer forlænger byernes varmeøer vækstsæsonen og ændrer derved reproduktionsstrategierne for de arter, der lever der. Dette ses bedst i de effekter, som byernes varmeøer har på vandtemperaturen. Fordi temperaturen i nærliggende bygninger nogle gange afviger fra overfladelufttemperaturen med mere end 28 °C, opvarmes nedbøren hurtigt, hvilket forårsager overdreven termisk forurening af afstrømning til nærliggende vandløb, søer og floder (eller andre vandområder). Denne øgede termiske forurening har potentiale til at hæve vandtemperaturen med 11 til 17 °C (20 til 30 °F). Denne stigning forårsager termisk stress og chok for fiskearter, der lever i disse farvande på grund af den hurtige temperaturændring i deres levesteder.

Varmeøer i byerne, forårsaget af byer, har ændret den naturlige selektionproces. Selektionspres, såsom tidsmæssige variationer i føde, rovdyr og vand, reduceres, hvilket giver mulighed for en række nye selektionskræfter at komme i spil. For eksempel er der flere insekter i byområder end i landdistrikter. Insekter er ektoterme, hvilket betyder, at de er afhængige af den omgivende temperatur til at regulere deres kropstemperatur, så det varmere byklima er ideelt for deres overlevelse. En undersøgelse af Parthenolecanium quercifex (egeskalliinsekter) udført i Raleigh, North Carolina, viste, at denne særlige art foretrækker varmere klimaer og derfor er mere talrig i byområder end på egetræer i landdistrikter. Over tid har de tilpasset sig til at trives i varmere klimaer snarere end køligere.

Tilstedeværelsen af ​​ikke-hjemmehørende arter er stærkt afhængig af menneskelig aktivitet. Et godt eksempel er bestandene af klippesvaler, der yngler under tagudhænget på bygninger i byområder. De udnytter den beskyttelse, mennesker yder i de øvre dele af bygninger, hvilket fører til en stigning i deres bestande på grund af det ekstra læ og det reducerede rovdyrtryk.

Ud over deres effekt på temperaturen kan ultrahøje temperaturer (UHI'er) have sekundære effekter på den lokale meteorologi, herunder ændringer i lokale vindmønstre, sky- og tågeudvikling, fugtighed og nedbør. Den ekstra varme, der genereres af UHI'er, fører til en stærkere opadgående bevægelse, hvilket kan udløse yderligere byger og tordenvejr. Derudover skaber UHI'er et lokalt lavtryksområde i løbet af dagen, hvor det trækker relativt fugtig luft ind fra de omkringliggende landdistrikter, hvilket kan føre til mere gunstige betingelser for skydannelse. Nedbørsmængderne i byernes regnskygge øges med 48 % til 116 %. Delvist som følge af denne opvarmning er den månedlige nedbør inden for en radius af 32 km til 64 km nedvindingsområdet fra byerne omkring 28 % højere end modvindsområdet. I nogle byer er den samlede nedbør steget med 51 %.

I nogle få områder har undersøgelser antydet, at storbyområder er mindre udsatte for svage tornadoer på grund af turbulent blanding forårsaget af den urbane varmeø-effekt. Ved hjælp af satellitbilleder opdagede forskere, at byklimaer har en mærkbar indflydelse på vækstsæsoner op til 10 kilometer fra bygrænsen. I 70 byer i det østlige Nordamerika var vækstsæsonen i byområder omkring 15 dage længere end i landdistrikter uden for byens indflydelse.

Studier i Kina har vist, at varmeøeffekten i byerne bidrager til den globale opvarmning med omkring 30 %. På den anden side tydede en sammenligning af by- og landområder fra 1999 på, at varmeøeffekten i byerne kun har en mindre indflydelse på udviklingen af ​​den globale gennemsnitstemperatur. En undersøgelse konkluderede, at byer ændrer klimaet i et område, der er to til fire gange større end deres eget overfladeareal. En anden angiver, at varmeøer i byerne påvirker det globale klima ved at påvirke jetstrømmen. Flere undersøgelser har vist, at virkningerne af varmeøer bliver mere og mere udtalte i takt med at klimaforandringerne skrider frem.

Urbane varmeøer (UHI'er) kan have en direkte indflydelse på byboeres sundhed og velbefindende. Alene i USA dør i gennemsnit 1.000 mennesker hvert år som følge af ekstrem varme. Fordi UHI'er er karakteriseret ved forhøjede temperaturer, kan de potentielt øge intensiteten og varigheden af ​​hedebølger i byer. Forskning har vist, at dødeligheden under en hedebølge stiger eksponentielt med den maksimale temperatur, en effekt der forstærkes af UHI'er. Antallet af mennesker, der udsættes for ekstreme temperaturer, øges af UHI-induceret opvarmning. Nateffekten af ​​UHI'er kan være særligt skadelig under en hedebølge, da den fratager byboere den natlige afkøling, der findes i landdistrikter.

Forskning i USA tyder på, at sammenhængen mellem ekstreme temperaturer og dødelighed varierer fra sted til sted. Varme har en tendens til at øge risikoen for død i nordlige byer snarere end i sydlige regioner. For eksempel, når Chicago, Denver eller New York oplever usædvanligt varme sommertemperaturer, må man forvente en stigning i sygdom og død. Omvendt står dele af landet, der er milde til varme året rundt, over for en mindre folkesundhedsrisiko fra overdreven varme. Forskning tyder på, at beboere i sydlige byer som Miami, Tampa, Los Angeles og Phoenix er mere vant til varmt vejr og derfor mindre sårbare over for varmerelaterede dødsfald. Samlet set ser det dog ud til, at folk i USA bliver mere vant til varmere temperaturer med hvert årti, der går, selvom dette kan skyldes bedre infrastruktur, mere moderne bygninger og større offentlig bevidsthed.

Det er blevet rapporteret, at højere temperaturer kan føre til hedeslag, hedeudmattelse, synkope og varmekramper. Nogle undersøgelser har også undersøgt, hvordan alvorligt hedeslag kan føre til permanent skade på organsystemer. Denne skade kan øge risikoen for for tidlig død, fordi det kan resultere i alvorlig forringelse af organfunktionen. Andre komplikationer ved hedeslag inkluderer respiratorisk distresssyndrom hos voksne og dissemineret intravaskulær koagulation (DIC). Nogle forskere har fundet ud af, at enhver forringelse af den menneskelige krops evne til at termoregulere teoretisk set øger risikoen for død. Dette inkluderer tilstande, der kan påvirke en persons mobilitet, bevidsthed eller adfærd. Forskere har fundet ud af, at personer med kognitive problemer (f.eks. depression, demens, Parkinsons sygdom) er mere sårbare ved høje temperaturer og skal være særligt forsigtige, da varme har vist sig at påvirke kognitiv præstation i varierende grad. Personer med diabetes, fedme, søvnmangel eller hjerte-kar-/cerebrovaskulær sygdom bør undgå overdreven varmeeksponering. Nogle almindelige lægemidler, der påvirker termoreguleringen, kan også øge risikoen for død. Disse inkluderer antikolinergika, diuretika, phenothiaziner og barbiturater. Varme kan ikke kun påvirke helbredet, men også adfærd. En amerikansk undersøgelse tyder på, at varme kan gøre folk mere irritable og aggressive, og bemærker, at antallet af voldelige forbrydelser steg med 4,58 pr. 100.000 for hver grad Celsius, temperaturen stiger.

En forsker fandt, at høj UHI-intensitet korrelerer med forhøjede koncentrationer af luftforurenende stoffer, som akkumuleres om natten og kan påvirke luftkvaliteten den følgende dag. Disse forurenende stoffer omfatter flygtige organiske forbindelser, kulilte, nitrogenoxider og partikler. Produktionen af ​​disse forurenende stoffer kombineret med de højere temperaturer i UHI'er kan accelerere ozondannelsen. Overfladeozon betragtes som et skadeligt forurenende stof. Undersøgelser tyder på, at højere temperaturer i UHI'er kan øge antallet af forurenede dage, men indikerer også, at andre faktorer (f.eks. lufttryk, skydække, vindhastighed) også kan påvirke forureningen. Undersøgelser fra Hongkong har vist, at kvarterer med dårligere ventilation af den bymæssige udeluft har tendens til at opleve stærkere effekter af den urbane varmeø-effekt og har betydeligt højere samlet dødelighed sammenlignet med områder med bedre ventilation.

Centers for Disease Control and Prevention bemærker, at "det er vanskeligt at lave valide forudsigelser om varmerelaterede sygdomme og dødsfald under forskellige klimaforandringsscenarier", og at "varmerelaterede dødsfald kan forebygges, som det fremgår af faldet i den samlede dødelighed under varmebegivenheder i løbet af de sidste 35 år." Nogle undersøgelser tyder dog på, at sundhedspåvirkningerne af varmerelaterede dødsfald kan være uforholdsmæssige, da virkningerne kan være ujævnt fordelt baseret på alder, etnicitet og socioøkonomisk status. Dette rejser muligheden for, at sundhedspåvirkningerne af varmerelaterede dødsfald er et spørgsmål om miljøretfærdighed.