Linnastumise mõju: linna- või linnasoojussaar - vältimine päikesekatuse poolt, säilitades samal ajal elektrienergia

Linna soojussaar (UHI) on linna- või suurlinnapiirkond, mis on inimtegevuse tõttu oluliselt soojem kui ümbritsevad maapiirkonnad. Temperatuuride erinevus on öösel tavaliselt suurem kui päeval ja kõige märgatavam nõrga tuule korral. UHI on eriti märgatav suvel ja talvel. UHI efekti peamine põhjus seisneb maapinna muutustes. Üks uuring on näidanud, et soojussaari võib mõjutada erinevat tüüpi maakatte lähedus, nii et viljatu maa lähedus viib linna pinnase soojenemiseni, samas kui taimestiku lähedus muudab selle jahedamaks. Energiatarbimisest tekkiv jääksoojus on teine ​​tegur. Asustuskeskuse kasvades suureneb selle pindala ja keskmine temperatuur tõuseb. Kasutatakse ka terminit "soojussaar"; see võib viidata mis tahes alale, mis on suhteliselt kuumem kui selle ümbrus, kuid üldiselt viitab see inimtegevusest häiritud aladele.

Linnade vihmavarju piirkonnas on igakuine sademete hulk suurem, osaliselt tänu ülikõrgele temperatuur (UHI). Linnakeskustes kasvav kuumus pikendab kasvuperioode ja vähendab nõrkade tornaadode esinemist. UHI halvendab õhukvaliteeti, suurendades selliste saasteainete nagu osooni tootmist, ja see halvendab vee kvaliteeti, kuna soojem vesi voolab piirkonna jõgedesse, avaldades stressi nende ökosüsteemidele.

Mitte kõigis linnades ei esine selgelt väljendunud linnaliku soojussaare efekti ja selle omadused sõltuvad suuresti linna asukoha piirkonna kliimast. Linnaliku soojussaare efekti saab leevendada roheliste katuste, päevase passiivse kiirgusjahutuse ja heledate pindade kasutamisega linnapiirkondades, mis peegeldavad rohkem päikesevalgust ja neelavad vähem soojust. Linnastumine on süvendanud kliimamuutuste mõju linnades.

Nähtust uuris ja kirjeldas esmakordselt Luke Howard 1810. aastatel, kuigi tema ei pannud sellele nime. Linnaatmosfääri uuringud jätkusid ka 19. sajandil. Aastatel 1920–1940 otsisid Euroopa, Mehhiko, India, Jaapani ja Ameerika Ühendriikide teadlased, kes töötasid kohaliku klimatoloogia või mikroskaala meteoroloogia arenevates valdkondades, uusi meetodeid nähtuse mõistmiseks. 1929. aastal kasutas Albert Peppler terminit "linna soojussaar", mida peetakse linna soojussaare esimeseks näiteks. Aastatel 1990–2000 avaldati igal aastal umbes 30 uuringut; 2010. aastaks oli see arv tõusnud 100-ni ja 2015. aastaks ületanud 300.

Linnade soojussaare efektil on mitu põhjust. Tumedad pinnad neelavad oluliselt rohkem päikesekiirgust, mistõttu linnapiirkondade tänavad ja hooned kuumenevad päeva jooksul rohkem kui äärelinnades ja maapiirkondades. Linnapiirkondades teekatte ja katuste jaoks tavaliselt kasutatavatel materjalidel, näiteks betoonil ja asfaldil, on oluliselt erinevad soojusmahu omadused (sh soojusmahtuvus ja soojusjuhtivus) ja pinnakiirguse omadused (albeedo ja kiirgusvõime) kui ümbritsevatel maapiirkondadel. See muudab linnapiirkonna energia tasakaalu, mille tulemuseks on sageli kõrgemad temperatuurid kui ümbritsevates maapiirkondades. Teine oluline põhjus on evapotranspiratsiooni puudumine (nt taimestiku puudumise tõttu) linnapiirkondades. USA metsateenistus leidis 2018. aastal, et Ameerika Ühendriikide linnad kaotavad igal aastal 36 miljonit puud. Taimestiku vähenemisega kaotavad linnad aurustumise kaudu ka puude varju ja jahutava efekti.

Linnade soojussaarte (UHI) muud põhjused on tingitud geomeetrilistest efektidest. Paljude linnapiirkondade kõrged hooned pakuvad päikesevalguse peegeldamiseks ja neeldumiseks mitut pinda, suurendades seeläbi linnade soojussaarte efektiivsust. Seda tuntakse kui "linnakanjoni efekti". Hoonete teine ​​​​mõju on tuule blokeerimine, mis takistab ka konvektsiooni teel jahutamist ja saasteainete eemaldamist. Autode, kliimaseadmete, tööstuse ja muude allikate heitsoojus aitab samuti UHI efekti kaasa. Kõrge reostuse tase linnapiirkondades võib UHI-d ka süvendada, kuna paljud reostuse vormid muudavad atmosfääri kiirgusomadusi. UHI mitte ainult ei tõsta linnades temperatuuri, vaid ka osooni kontsentratsiooni, kuna osoon on kasvuhoonegaas, mille teke kiireneb temperatuuri tõustes.

Enamikus linnades on linna ja ümbritsevate maapiirkondade temperatuuride erinevus suurim öösel. Kuigi temperatuuride erinevus on aastaringselt märkimisväärne, on see üldiselt suurem talvel. Tüüpiline temperatuuride erinevus kesklinna ja ümbritsevate põldude vahel on mitu kraadi. Temperatuuride erinevust kesklinna ja ümbritsevate äärelinnade vahel mainitakse mõnikord ilmateates, nt 20 °C kesklinnas, 18 °C ​​äärelinnas. 1 miljoni või enama elanikuga linna keskmine aasta õhutemperatuur võib olla 1,0–3,0 °C soojem kui ümbritsevas piirkonnas. Õhtul võib erinevus olla kuni 12 °C.

Linna soojussaare efekti (UHI) saab defineerida kas õhutemperatuuri erinevusena (võra UHI) või pinnatemperatuuri erinevusena (pinna UHI) linna- ja maapiirkondade vahel. Mõlemal on veidi erinev päevane ja hooajaline varieeruvus ning erinevad põhjused.

IPCC märkis, et „linnade soojussaared tõstavad öiseid temperatuure rohkem kui päevane temperatuur võrreldes linnaväliste piirkondadega“. Näiteks Barcelonas Hispaanias on päevane maksimumtemperatuur 0,2 °C jahedam ja miinimumtemperatuur 2,9 °C soojem kui lähedal asuvas maapiirkonnas. Luke Howardi esimese UHI aruande kirjeldus 1810. aastate lõpust väidab, et Londoni kesklinn on öösel 2,1 °C soojem kui ümbritsev maapiirkond. Kuigi UHI soojem õhutemperatuur on üldiselt kõige märgatavam öösel, näitavad linnade soojussaared märkimisväärset ja mõnevõrra paradoksaalset päevast käitumist. UHI ja ümbritseva ala õhutemperatuuri erinevus on öösel suur ja päeval väike. UHI linnamaastiku pinnatemperatuuride puhul on vastupidine.

Päeval, eriti selge taeva korral, soojenevad linnapinnad päikesekiirguse neeldumise tõttu. Linnapiirkondade pinnad kipuvad soojenema kiiremini kui ümbritsevate maapiirkondade pinnad. Oma suure soojusmahtuvuse tõttu toimivad linnapinnad tohutu soojusenergia reservuaarina. Näiteks betoon suudab salvestada umbes 2000 korda rohkem soojust kui võrreldav õhumaht. Seetõttu on linna soojussaare (UHI) kõrged päevased pinnatemperatuurid termilise kaugseire abil kergesti tuvastatavad. Nagu päevase soojenemise puhul sageli, põhjustab see soojenemine ka konvektsioonituuli linna piirkihis. Arvatakse, et tekkiva atmosfääri segunemise tõttu on õhutemperatuuri häiring UHI-s päeval üldiselt minimaalne või puudub üldse, isegi kui pinnatemperatuur võib ulatuda äärmiselt kõrgele.

Öösel on olukord vastupidine. Päikesekütte puudumine viib atmosfääri konvektsiooni vähenemiseni ja linna piirikihi stabiliseerumiseni. Kui stabiliseerumine on piisav, tekib inversioonikiht. See püüab linnaõhu maapinna lähedale kinni, hoides seda endiselt soojade linnapindade abil soojana, mille tulemuseks on soojem öine õhutemperatuur linna soojussaarel (UHI). Lisaks linnapiirkondade soojust säilitavatele omadustele võib öine maksimum tänavakanjonites olla tingitud ka taevavaadete takistamisest jahtumise ajal: pinnad kaotavad öösel soojust peamiselt kiirguse kaudu suhteliselt jahedasse taevasse ja seda blokeerivad linnapiirkonna hooned. Kiirgusjahutus on domineerivam, kui tuule kiirus on madal ja taevas on selge, ning tõepoolest on UHI nendes tingimustes öösel suurim.

Valitsustevaheline kliimamuutuste paneel (IPCC) – valitsustevaheline kliimamuutuste paneel on ÜRO valitsustevaheline organ, mis vastutab inimtegevusest tingitud kliimamuutuste alaste teadmiste edendamise eest. Selle asutasid 1988. aastal Maailma Meteoroloogiaorganisatsioon (WMO) ja ÜRO Keskkonnaprogramm (UNEP) ning seejärel kiitis selle heaks ÜRO Peaassamblee. Šveitsis Genfis asuv paneel koosneb 195 liikmesriigist. IPCC-d juhivad selle liikmesriigid, kes valivad teadlaste nõukogu, mis tegutseb hindamistsükli jooksul (tavaliselt kuus kuni seitse aastat). IPCC-d toetab sekretariaat ja mitmesugused tehnilise toe üksused, mis koosnevad spetsialiseeritud töörühmadest ja ülesannetest.

IPCC pakub objektiivset ja põhjalikku teaduslikku teavet inimtegevusest tingitud kliimamuutuste kohta, sealhulgas nende looduslike, poliitiliste ja majanduslike mõjude ja riskide ning võimalike reageeringute kohta. IPCC ei vii läbi oma uuringuid ega jälgi kliimamuutusi; selle asemel vaatab ta regulaarselt ja süstemaatiliselt üle kogu asjakohase avaldatud kirjanduse. Tuhanded teadlased ja teised eksperdid on vabatahtlikult valmis andmeid läbi vaatama ja peamised järeldused poliitikakujundajatele ja avalikkusele suunatud hindamisaruannetes kokku panema.

IPCC on rahvusvaheliselt tunnustatud kliimamuutuste alane autoriteet ning selle töö naudib juhtivate kliimateadlaste ja valitsuste laialdast toetust. Selle aruanded mängivad võtmerolli ÜRO kliimamuutuste raamkonventsioonis (UNFCCC), kusjuures viies hindamisaruanne mõjutas oluliselt 2015. aasta Pariisi kokkuleppe sõlmimist. IPCC pälvis koos Al Gore'iga 2007. aastal Nobeli rahupreemia panuse eest kliimamuutuste mõistmisse.

2015. aastal alustas IPCC oma kuuendat hindamistsüklit, mis peaks lõppema 2023. aastal. 2021. aasta augustis avaldas IPCC oma I töörühma panuse kuuendasse hindamisaruandesse (IPCC AR6) kliimamuutuste füüsikalise aluse kohta, mida The Guardian kirjeldas kui seni kõige tõsisemat hoiatust suurte, vältimatute ja pöördumatute kliimamuutuste kohta – teema, mida on üles kerkinud paljud ajalehed kogu maailmas. 28. veebruaril 2022 avaldas IPCC oma II töörühma aruande mõjude ja kohanemise kohta. III töörühma panus kuuendasse hindamisaruandesse kliimamuutuste leevendamise kohta avaldati 4. aprillil 2022. Kuues hindamisaruanne peaks lõppema sünteesiaruandega 2023. aasta märtsis.

Kuuenda hindamisaruande perioodil avaldas IPCC kolm eriaruannet: eriaruande globaalse soojenemise kohta 1,5 °C võrra 2018. aastal ning eriaruande kliimamuutuste ja maa kohta (SRCCL) ja eriaruande ookeani ja krüosfääri kohta muutuvas kliimas (SROCC), mõlemad 2019. aastal. Samuti ajakohastati 2019. aastal oma metoodikat. Seetõttu on kuuendat hindamistsüklit kirjeldatud kui IPCC ajaloo ambitsioonikaimat.

Linna soojussaare efekti temperatuuride erinevus ei ole suurem mitte ainult öösel kui päeval, vaid ka talvel suurem kui suvel. See kehtib eriti lumiste piirkondade kohta, kuna lumi püsib linnades tavaliselt lühemat aega kui ümbritsevates maapiirkondades (see on tingitud linnade suuremast isoleerimisvõimest ja inimtegevusest, näiteks lume lükkamisest). See vähendab linnas albedot (keha heleduse mõõt), võimendades seega soojenemisefekti. Suurem tuulekiirus maapiirkondades, eriti talvel, võib samuti kaasa aidata jahedamatele temperatuuridele võrreldes linnapiirkondadega. Piirkondades, kus on selgelt eristatavad märg- ja kuivaastajad, on linna soojussaare efekt kuival aastaajal rohkem väljendunud. Niiske pinnase termiline ajakonstant on palju kõrgem kui kuiva pinnase oma. Seetõttu jahtuvad maapiirkondades niisked pinnased aeglasemalt kui kuivad pinnased, mis aitab minimeerida öist temperatuuride erinevust linna- ja maapiirkondade vahel.

Kui linnal või omavalitsusel on hea ilmastiku jälgimise süsteem, saab linna soojussaare efekti (UHI) otse mõõta. Teise võimalusena saab UHI arvutamiseks kasutada asukoha keerukat simulatsiooni või empiirilist lähendusmeetodit. Sellised mudelid võimaldavad UHI kaasamist kliimamuutustest tingitud tulevase temperatuuri tõusu hinnangutesse linnades.

1969. aastal avaldas Leonard O. Myrup esimese põhjaliku numbrilise käsitluse linna soojussaare (UHI) mõjude ennustamiseks. Oma töös annab ta ülevaate UHI-st ja kritiseerib olemasolevaid teooriaid kui liiga kvalitatiivseid. Kirjeldatakse üldist numbrilist energiaeelarve mudelit ja rakendatakse seda linnaatmosfäärile. Esitatakse arvutused mitme erijuhu kohta ja tundlikkusanalüüs. Leiti, et mudel ennustab õigesti linna temperatuuri ülejäägi suurust. Soojussaare efekt on mitme konkureeriva füüsikalise protsessi lõpptulemus. Üldiselt on domineerivateks parameetriteks vähenenud aurustumine kesklinnas ning linnahoonete ja sillutismaterjalide termilised omadused. Tehakse ettepanek, et sellist mudelit saaks kasutada inseneriarvutustes olemasolevate ja tulevaste linnade kliima parandamiseks.

Asfalt +
Asfaltparkimine ja päikesevarjualuse elektritootmine
= Funktsionaalsuse laiendamine ja tihendamine
= Meede linna soojussaarte vastu

Asfalt on viimastel aastatel linnade katmiseks üha populaarsemaks muutunud. See on tingitud asjaolust, et asfalt on väga vastupidav ja odav pind. Asfaldil on aga ka mõningaid puudusi, eriti kui seda kasutatakse suurtes kogustes linnapiirkondades.

Asfaldi üks suurimaid puudusi on selle märkimisväärne soojuse neeldumine. See on probleem, sest linnades on suvekuudel niigi väga palav ja arvukad asfaltkatted süvendavad kuumust. Seetõttu kannatavad linnaelanikud kuumuse käes suuresti ja see võib põhjustada isegi terviseprobleeme.

Linnade ülekuumenemine on asfaldi kasutamisest tingitud suur probleem. Selle probleemi lahendamiseks on mitu võimalust. Üks on linnadesse rohkem rohealasid rajada, kuna puud ja taimed suudavad soojust neelata. Päikesepaneelidega autovarjualuste või päikeseparklate kasutamine aitab samuti linna kuumust vähendada. Need rajatised on varustatud fotogalvaaniliste moodulitega, mis kasutavad päikeseenergiat elektri tootmiseks. Samal ajal pakuvad nad varju, vähendades seeläbi ümbritseva ala kuumenemist.

Päikesepaneelidega autovarjualused ja parkimisrajatised on seega hea viis linnade soojussaare mõju vähendamiseks. Need pole mitte ainult jätkusuutlikud, kuna ei põleta fossiilkütuseid ja seega ei tekita CO2-heitmeid, vaid aitavad ka linnatemperatuuri mugavamaks muuta.

DeLorean Poweri Šveitsis läbi viidud uuring näitas , et töötajate parkimiskäitumine vastab ideaalis toodetud päikeseenergia hulgale. Elektriauto päevane läbisõit on läbitav peaaegu iga ilmaga ja ülejääva energia saab võrku suunata. Parklas aastane päikeseenergia tootmine vastab sõiduki energiavajadusele. Päikeseparklatel on kõigist taristusektoritest suurim potentsiaal elektrienergia tootmiseks. Šveitsis on iga registreeritud auto kohta umbes kaks parkimiskohta. Sobivates piirkondades võiks see toota üle 10 teravatt-tunni päikeseenergiat aastas (15% praegusest elektritarbimisest). „On hämmastav, kui vähe on pilootjaamu,“ väitsid uuringu autorid. Lisaks kaitseb selline katus autot ilmastikuolude eest ja vähendab suvist kuumenemist.

Föderaalse Statistikaameti (FSO) analüüsi kohaselt on Šveitsis vähemalt 5 miljonit maapealset parkimiskohta (6400 hektarit) ja ligikaudu 4,7 miljonit registreeritud sõiduautot. Need parkimisalad registreeriti digitaalse meetodi abil, mis tuvastab ainult suuremad külgnevad alad, mitte üksikuid parkimiskohti. Liikluseksperdid hindavad seetõttu, et parkimiskohti on 8–10 miljonit. See on umbes kaks auto kohta.

Teise uuringu „Päikeseenergia tootmine taristurajatiste ja ümberehitusalade jaoks“ kohaselt on maapealsetel või avatud parkimisaladel kõigist taristualadest suurim PV-potentsiaal. Need alad suudavad aastas toota kuni 10 teravatt-tundi (TWh) PV-elektrit. See viib Šveitsi elektrienergia kogutoodangu 65,5 TWh-ni.

Keskmine parkimisala on 12,5 ruutmeetrit (2,5 meetrit x 5 meetrit). See on ka ala, mida päikesekatus peab katma. Päikesepaneelide süsteemi energiatootlikkus sõltub paljudest teguritest, sealhulgas päikesekiirgusest, komponentide efektiivsusest ja moodulite orientatsioonist. Thurgaus saab 1 kW paigaldatud päikesepaneelide võimsusega toota umbes 1000 kWh elektrit aastas (1000 kWh 1 kWp kohta).

Sõltuvalt kasutatavatest PV-moodulitest nõuab 1 kWp 4–8 ruutmeetrit paigaldatud võimsust. See uuring eeldab 5 m² kWp kohta. Seega saab paigaldada 12,5 m² suuruse parkimiskoha 2,5 kWp süsteemiga, mis toodab aastas 2500 kWh päikeseenergiat. Keskmine Šveitsi leibkonna tarbimine on umbes 4500 kWh aastas (välja arvatud küte, ventilatsioon ja elektriautod).

Autovarjualuse süsteemi moodulkonstruktsioon on eeliseks, võimaldades katuse kohandamist peaaegu iga parkimiskohaga, tagades seeläbi parkimisala jätkuva hea kasutamise ja laiendatavuse.

Kahepoolsed moodulid võimaldavad suuremat valguse läbilaskvust läbi varjualuse. See on visuaalselt atraktiivne ja suurendab päikeseenergia saagikust, kuna need PV-moodulid saavad ära kasutada ka altpoolt tulevat valgust, pakkudes seega 10–20% rohkem energiat. Praegu ei ole kahepoolse tehnoloogia laialdaselt kasutusel, kuna selle majanduslik tasuvus pole moodulite kõrgemate hindade tõttu garanteeritud. Siiski eeldatakse, et see tehnoloogia muutub lähiaastatel laiemalt levinuks.

Meie 4+2+ modulaarses ja skaleeritavas päikesepaneelidega autovarjualuse süsteemis, mis kasutab poolläbipaistvaid ja kahepoolseid mooduleid, kehtivad need punktid ja on juba iseenesest konkurentsivõimeline hinnaalternatiiv :

Päikesekatuse valikud spetsiaalselt sõidukitele – pilt: Xpert.Digital

Lisateavet selle kohta siin:

• Numbrid, andmed, faktid: Päikeseväelane, autokatus koos Soardachiga, katusevariandid võrdlemiseks ja proovide parkimispinnaga elektritootlusega

Piiritu: Modulaarne ja skaleeritav päikesevarjualune autodele ja veoautodele

Piiritu: Modulaarne ja skaleeritav päikesevarjualune autodele ja veoautodele

Tehnilised andmed: Modulaarne ja skaleeritav päikesevarjualune autodele ja veoautodele

Tehnilised andmed: Modulaarne ja skaleeritav päikesevarjualune autodele ja veoautodele

Eelised lühidalt:

• Paindlik ja modulaarne (skaleeritav) disain
• Sõiduautode kliirens alates 2,66 m (veokite puhul pikendatav 4,5 m-ni või rohkem)
• Parkimiskoha sügavus autodele kuni 6,1 m, vastasküljel on võimalik kuni 12,5 m.
  Sügavus sõltub kasutatavate päikesemoodulite mõõtmetest.
• Päikesepaneelidega autovarjualune süsteem on optimaalselt projekteeritud poolläbipaistvate päikesemoodulite jaoks, millel on
  12%/40% valguse läbilaskvus (!) – ja on sertifitseeritud pea kohal paigaldamiseks.
• Lisavarustusena saadaval võimsa LED-valgustusega, hämardatava ja liikumisanduriga
• Sobib ka kaldus paigutusega parkimiskohtadele
• Vundamentidega seotud varjatud kulusid ei ole.
  Kasutatakse punktvundamente (kõige ökonoomsem variant, konstruktsiooni stabiilsuse tagamiseks pole vaja ulatuslikku betoonplaatide jms kaevamist) või paigaldatakse alusplaatidega, olenevalt olemasolevatest pinnasetingimustest/asfaldist.

Täiendavad allikad:

• Päikesepaneelidega autovarjualuste maapealse vundamendi kulutegur
• Päikesepaneelidega autovarjualused kohtades, kus standard enam ei kehti – optimaalne lahendus igale väljakutsele päikesekatusega avatud parkimiskohtadele
• Solarcarport Systems: mis on parem ja/või odavam variant?
• Päikesepaneelidega varjualuse strateegia avatud parkimiskohtade jaoks
• Modulaarne päikesepaneelidega autovarjualune süsteem igaks otstarbeks ja olukorraks

Veoauto päikesevarjualune süsteem

Kuna 4+2+ samba tehnoloogia pakub parkimiskoha katusesüsteemi jaoks kõige paindlikumat lahendust (nii tehniliselt kui ka hinna poolest), saab seda vastavate modifikatsioonidega hõlpsalt laiendada ja rakendada ka suurematele sõidukitele, näiteks veoautodele.

Linnade soojussaarte sipelgakolooniatel on suurem taluvus kuumuse suhtes, ilma et see tuleks külma taluvuse arvelt.

Liigid, mis on võimelised hästi kohanema, suudavad ära kasutada linnade soojussaarte loodud tingimusi, et edeneda piirkondades väljaspool oma tavapärast leviala. Näideteks on hallpea-lendrebane (Pteropus poliocephalus) ja kodugeko (Hemidactylus frenatus). Austraalias Melbourne'is leitud hallpea-lendrebased koloniseerisid linnaelupaiku pärast seda, kui sealsed temperatuurid tõusid. Temperatuuri tõus ja sellest tulenev soojem talved muudavad linnakliima sarnasemaks liigi põhjapoolsema elupaigaga looduses.

Linnade soojussaarte leevendamise ja haldamise katsed vähendavad temperatuurikõikumisi ning toidu ja vee kättesaadavust. Parasvöötmes pikendavad linnade soojussaared kasvuperioodi, muutes seeläbi seal elavate liikide paljunemisstrateegiaid. Seda on kõige parem jälgida linnade soojussaarte mõjus vee temperatuurile. Kuna lähedalasuvate hoonete temperatuur erineb mõnikord pinnaõhu temperatuurist rohkem kui 28 °C võrra, soojeneb sademete hulk kiiresti, põhjustades lähedalasuvatesse ojadesse, järvedesse ja jõgedesse (või teistesse veekogudesse) sattuva vee liigset termilist reostust. See suurenenud termiline reostus võib tõsta vee temperatuuri 11–17 °C (20–30 °F) võrra. See tõus põhjustab nendes vetes elavatele kalaliikidele termilist stressi ja šokki nende elupaiga kiire temperatuurimuutuse tõttu.

Linnade põhjustatud kuumasaared on muutnud loodusliku valiku protsessi. Valikulised survetegurid, nagu toidu, kiskjate ja vee ajalised kõikumised, vähenevad, võimaldades mängu tulla mitmetele uutele valikujõududele. Näiteks on linnaelupaikades rohkem putukaid kui maapiirkondades. Putukad on ektotermilised, mis tähendab, et nad sõltuvad oma kehatemperatuuri reguleerimiseks ümbritsevast temperatuurist, seega on soojem linnakliima ideaalne nende ellujäämiseks. Raleigh's, Põhja-Carolinas läbi viidud Parthenolecanium quercifexi (tammekilbiputukate) uuring näitas, et see konkreetne liik eelistab soojemat kliimat ja seetõttu on see linnaelupaikades arvukam kui maapiirkondade tammepuudel. Aja jooksul on nad kohanenud edenema pigem soojemas kui jahedamas kliimas.

Võõrliikide esinemine sõltub suuresti inimtegevusest. Hea näide on kaljupääsukeste populatsioonid, kes pesitsevad linnapiirkondades hoonete räästaste all. Nad kasutavad ära inimeste pakutavat kaitset hoonete ülemistes korrustes, mis viib nende populatsiooni suurenemiseni tänu lisandunud varjupaigale ja vähenenud kiskjate survele.

Lisaks temperatuurile avalduvale mõjule võivad ülikõrged temperatuurid (ÜK) avaldada ka sekundaarset mõju kohalikule meteoroloogiale, sealhulgas muutustele kohalikes tuulemustrites, pilvede ja udu tekkes, niiskuses ja sademetes. ÜK-de tekitatud lisasoojus põhjustab tugevamat ülespoole liikumist, mis võib vallandada täiendavat hoovihmade ja äikesetormide aktiivsust. Lisaks loovad ÜK-d päeval kohaliku madalrõhkkonna ala, mis tõmbab ümbritsevatest maapiirkondadest ligi suhteliselt niisket õhku, mis võib luua soodsamad tingimused pilvede tekkeks. Linnade vihmavarjus suureneb sademete hulk 48% ehk 116%. Osaliselt selle soojenemise tagajärjel on igakuine sademete hulk linnadest tuule alla 20 miili (32 km) kuni 40 miili (64 km) raadiuses umbes 28% suurem kui tuule vastu. Mõnes linnas on sademete koguhulk suurenenud 51%.

Mõnedes piirkondades on uuringud näidanud, et suurlinnapiirkonnad on linna soojussaare efekti põhjustatud turbulentse segunemise tõttu vähem altid nõrkadele tornaadodele. Satelliidipiltide abil avastasid teadlased, et linnakliimal on märgatav mõju kasvuperioodidele kuni 10 kilomeetri (6,2 miili) kaugusel linna piiridest. 70 linnas Põhja-Ameerika idaosas oli kasvuperiood linnapiirkondades umbes 15 päeva pikem kui linna mõjualast väljas asuvates maapiirkondades.

Hiinas läbi viidud uuringud on näidanud, et linnade soojussaare efekt aitab kaasa globaalsele soojenemisele umbes 30%. Teisest küljest näitas 1999. aastal läbi viidud linna- ja maapiirkondade võrdlus, et linnade soojussaare efektil on globaalse keskmise temperatuuri kujunemisele vaid väike mõju. Üks uuring jõudis järeldusele, et linnad muudavad kliimat piirkonnas, mis on kaks kuni neli korda suurem kui nende endi pindala. Teises uuringus väidetakse, et linnade soojussaared mõjutavad globaalset kliimat, mõjutades joavoolu. Mitmed uuringud on näidanud, et soojussaarte mõju muutub kliimamuutuste edenedes üha selgemaks.

Linnade soojussaared (UHI-d) võivad otseselt mõjutada linnaelanike tervist ja heaolu. Ainuüksi Ameerika Ühendriikides sureb igal aastal äärmusliku kuumuse tagajärjel keskmiselt 1000 inimest. Kuna UHI-sid iseloomustab kõrge temperatuur, võivad need potentsiaalselt suurendada linnades kuumalainete intensiivsust ja kestust. Uuringud on näidanud, et suremus kuumalaine ajal suureneb eksponentsiaalselt koos temperatuuri tõusuga ning UHI-d võimendavad seda mõju. UHI-de põhjustatud soojenemine suurendab äärmuslike temperatuuridega kokkupuutuvate inimeste arvu. UHI-de öine mõju võib kuumalaine ajal olla eriti kahjulik, kuna see jätab linnaelanikud ilma maapiirkondades leiduvast öisest jahutusest.

Ameerika Ühendriikides läbi viidud uuringud näitavad, et seos äärmuslike temperatuuride ja suremuse vahel on asukohast olenevalt erinev. Kuumus kipub suurendama surmaohtu põhjapoolsetes linnades, mitte lõunapoolsetes piirkondades. Näiteks kui Chicagos, Denveris või New Yorgis on suvetemperatuurid ebatavaliselt kuumad, on oodata haigestumuse ja surmajuhtumite sagenemist. Seevastu riigi osades, kus on aastaringselt leebe kuni kuum ilm, on liigse kuumuse rahvatervise risk väiksem. Uuringud näitavad, et lõunapoolsete linnade, näiteks Miami, Tampa, Los Angelese ja Phoenixi elanikud on kuuma ilmaga rohkem harjunud ja seetõttu vähem haavatavad kuumaga seotud surmajuhtumite suhtes. Üldiselt näib aga, et Ameerika Ühendriikide inimesed harjuvad iga mööduva kümnendiga üha enam kuumemate temperatuuridega, kuigi see võib olla tingitud paremast infrastruktuurist, moodsamatest hoonetest ja suuremast avalikkuse teadlikkusest.

On teatatud, et kõrgemad temperatuurid võivad põhjustada kuumarabandust, kuumakurnatust, kuumast tingitud sünkoopi ja kuumakrampe. Mõnedes uuringutes on uuritud ka seda, kuidas tugev kuumarabandus võib põhjustada elundisüsteemide püsivaid kahjustusi. See kahjustus võib suurendada enneaegse surma riski, kuna see võib põhjustada elundite funktsiooni rasket halvenemist. Muude kuumarabanduse tüsistuste hulka kuuluvad täiskasvanutel respiratoorse distressi sündroom ja dissemineeritud intravaskulaarne koagulatsioon (DIC). Mõned teadlased on leidnud, et igasugune inimkeha termoregulatsiooni võime kahjustus suurendab teoreetiliselt surmariski. See hõlmab seisundeid, mis võivad mõjutada inimese liikuvust, teadvust või käitumist. Teadlased on leidnud, et kognitiivsete probleemidega (nt depressioon, dementsus, Parkinsoni tõbi) inimesed on kõrge temperatuuri suhtes haavatavamad ja peavad olema eriti ettevaatlikud, kuna kuumus on näidanud, et see mõjutab kognitiivset sooritust erineval määral. Diabeedi, rasvumise, unepuuduse või südame-veresoonkonna/tserebrovaskulaarsete haigustega inimesed peaksid vältima liigset kuumust. Mõned levinud ravimid, mis mõjutavad termoregulatsiooni, võivad samuti suurendada surmariski. Nende hulka kuuluvad antikolinergilised ained, diureetikumid, fenotiasiinid ja barbituraadid. Kuumus võib mõjutada mitte ainult tervist, vaid ka käitumist. USA uuring näitab, et kuumus võib muuta inimesi ärrituvamaks ja agressiivsemaks, märkides, et iga Celsiuse kraadi temperatuuri tõusu kohta suurenes vägivaldsete kuritegude arv 4,58 võrra 100 000 elaniku kohta.

Teadlane leidis, et kõrge ülisoojussaare intensiivsus korreleerub õhusaasteainete suurenenud kontsentratsiooniga, mis akumuleerub öösel ja võib järgmisel päeval õhukvaliteeti mõjutada. Nende saasteainete hulka kuuluvad lenduvad orgaanilised ühendid, süsinikmonooksiid, lämmastikoksiidid ja tahked osakesed. Nende saasteainete teke koos kõrgemate temperatuuridega ülisoojussaare piirkondades võib kiirendada osooni teket. Pinna osooni peetakse kahjulikuks saasteaineks. Uuringud näitavad, et kõrgemad temperatuurid ülisoojussaare piirkondades võivad suurendada saastunud päevade arvu, kuid näitavad ka, et ka muud tegurid (nt õhurõhk, pilvkate, tuule kiirus) võivad reostust mõjutada. Hongkongis läbi viidud uuringud on leidnud, et linna välisõhu halvema ventilatsiooniga piirkondades kipub linna soojussaare efekt tugevamalt mõjuma ja nende üldine suremus on oluliselt kõrgem võrreldes parema ventilatsiooniga piirkondadega.

Haiguste Ennetamise ja Tõrje Keskused märgivad, et „erinevate kliimamuutuste stsenaariumide korral on kuumusega seotud haiguste ja surmajuhtumite kohta raske teha kehtivaid ennustusi“ ning et „kuumaga seotud surmajuhtumeid on võimalik ära hoida, nagu näitab üldise suremuse vähenemine kuumaperioodide ajal viimase 35 aasta jooksul“. Mõned uuringud näitavad aga, et ülikõrge kuumuse mõju tervisele võib olla ebaproportsionaalne, kuna mõjud võivad vanuse, etnilise kuuluvuse ja sotsiaalmajandusliku staatuse alusel ebaühtlaselt jaotuda. See suurendab võimalust, et ülikõrge kuumuse mõju tervisele on keskkonnaõigluse küsimus.