Az urbanizáció hatása: Városi vagy városi hősziget – elkerülhető a napelemes tetőfedés, miközben áramot termelnek

A városi hősziget olyan városi vagy nagyvárosi terület, amely az emberi tevékenység miatt lényegesen melegebb, mint a környező vidéki területek. A hőmérséklet-különbség általában nagyobb éjszaka, mint nappal, és akkor észlelhető leginkább, ha gyenge a szél. Az UHI különösen észrevehető nyáron és télen. Az UHI hatás fő oka a földfelszín változása. Egy tanulmány kimutatta, hogy a hőszigeteket befolyásolhatja a különböző típusú talajtakarók közelsége, így a kopár földhöz való közelség hatására a városi talaj felmelegszik, míg a növényzet közelsége hűvösebbé teszi. Az energiafelhasználás során keletkező hulladékhő egy másik tényező. A népességközpont növekedésével a területe növekszik és az átlaghőmérséklet növekszik. A hősziget kifejezést is használják; minden olyan területen használható, amely viszonylag melegebb, mint a környező terület, de általában az emberek által megzavart területekre vonatkozik.

A havi csapadék nagyobb a városok szélén, részben az UHI miatt. A növekvő hőség a városi központokban meghosszabbítja a tenyészidőszakot és csökkenti a gyenge tornádók előfordulását. Az UHI rontja a levegő minőségét azáltal, hogy növeli a szennyező anyagok, például az ózon termelését, és rontja a víz minőségét, mivel melegebb víz áramlik a régió folyóiba, és megterheli azok ökoszisztémáját.

Nem minden városnak van kifejezett városi hőszigete, és a hősziget jellemzői nagymértékben függnek a város elhelyezkedése szerinti terület háttérklímájától. A városi hősziget hatás csökkenthető zöldtetőkkel, passzív nappali sugárzó hűtéssel, városi területeken a világos színű, több napfényt visszaverő és kevesebb hőt elnyelő felületek használatával. Az urbanizáció súlyosbította a klímaváltozás hatásait a városokban.

A jelenséget először Luke Howard tanulmányozta és írta le az 1810-es években, bár nem ő nevezte el a jelenséget. A városi légkör kutatása a XIX. században is folytatódott. Az 1920-as és 1940-es évek között a kutatók Európában, Mexikóban, Indiában, Japánban és az Egyesült Államokban új módszereket kerestek a jelenség megértésére a helyi klimatológia vagy a mikroméretű meteorológia feltörekvő területén. 1929-ben Albert Peppler a „városi hősziget” kifejezést használta, amely a városi hősziget első példája. 1990 és 2000 között évente körülbelül 30 tanulmány jelent meg; 2010-re ez a szám 100-ra emelkedett, 2015-re pedig már több mint 300.

A városi hősziget kialakulásának több oka is van. A sötét felületek lényegesen több napsugárzást nyelnek el, ami miatt a városi területeken az utcák és épületek jobban felmelegszenek napközben, mint a külvárosi és vidéki területeken. A városi területeken általánosan használt burkolatokhoz és tetőkhöz használt anyagok, mint például a beton és az aszfalt, jelentősen eltérő termikus térfogati tulajdonságokkal (beleértve a hőkapacitást és hővezető képességet) és a felületi sugárzási tulajdonságokkal (albedó és emissziós tényező) rendelkeznek, mint a környező vidéki területeken. Ez megváltoztatja a városi terület energiamérlegét, ami gyakran magasabb hőmérsékletet eredményez, mint a környező vidéki területeken]. Egy másik fontos ok az evapotranszspiráció hiánya (pl. a növényzet hiánya miatt) a városi területeken. Az Egyesült Államok Erdészeti Szolgálata 2018-ban megállapította, hogy az Egyesült Államok városai évente 36 millió fát veszítenek. A növényzet csökkenésével a városok a párolgás következtében elveszítik a fák árnyékát és hűsítő hatását is.

Az UHI egyéb okait geometriai hatások okozzák. A sok városi területen található magas épületek több felületet biztosítanak a napfény visszaveréséhez és elnyeléséhez, növelve a városi területek felmelegedésének hatékonyságát. Ezt nevezik „városi kanyon-effektusnak”. Az épületek másik hatása a szél elzárása, ami szintén megakadályozza a konvekciós hűtést és a szennyező anyagok eltávolítását. Az autókból, légkondicionálóból, iparból és egyéb forrásokból származó hulladékhő is hozzájárul az UHI hatáshoz. A városi területek magas szennyezettsége szintén növelheti az UHI-t, mivel a szennyezés számos formája megváltoztatja a légkör sugárzási tulajdonságait. Az UHI nemcsak a városokban növeli a hőmérsékletet, hanem az ózonkoncentrációt is, mivel az ózon üvegházhatású gáz, amelynek képződése a hőmérséklet emelkedésével felgyorsul.

A legtöbb városban éjszaka a legnagyobb a hőmérséklet-különbség a városi és a környező vidéki területek között. Bár a hőmérséklet-különbség egész évben jelentős, télen általában nagyobb. A belváros és a környező mezők között jellemző hőmérsékletkülönbség több fok. A városközpont és a környező külvárosok közötti hőmérséklet-különbséget időnként említik az időjárás-jelentések, pl. B. 20 °C a belvárosban, 18 °C a külvárosban. Az 1 milliós vagy annál nagyobb lélekszámú város éves átlagos levegőhőmérséklete 1,0-3,0 °C-kal melegebb lehet, mint a környező terület. Este akár 12 °C is lehet a különbség.

Az UHI meghatározható a városi és vidéki területek közötti levegőhőmérséklet-különbségként (a lombkorona UHI), vagy a felszíni hőmérséklet-különbségként (Surface UHI). Mindkettőnek kissé eltérő a napi és szezonális ingadozása, és eltérő okai vannak.

Az IPCC megjegyezte, hogy „a városi hőszigetekről ismert, hogy a nem városi területekhez képest jobban növelik az éjszakai hőmérsékletet, mint a nappali hőmérsékletet”. Például a spanyolországi Barcelonában a napi maximumhőmérséklet 0,2 °C-kal hűvösebb, a minimumhőmérséklet pedig 2,9 °C-kal melegebb, mint egy közeli vidéki állomáson. Luke Howard első UHI-jelentésének leírása az 1810-es évek végén azt állítja, hogy London központjában éjszaka 2,1 °C-kal melegebb van, mint a környező vidéken. Bár a melegebb levegő hőmérséklete az UHI-n belül általában éjszaka érezhető a legtisztábban, a városi hőszigetek jelentős és kissé paradox napi viselkedést mutatnak. A léghőmérséklet különbség az UHI és a környező terület között éjszaka nagy, nappal kicsi. Ennek az ellenkezője igaz az UHI-n belüli városi táj bőrhőmérsékletére.

Napközben, különösen tiszta égbolton, a városi felületek felmelegednek a napsugárzás elnyelésével. A városi területek felülete gyorsabban melegszik fel, mint a környező vidéki területeken. A városi felületek nagy hőkapacitásuknak köszönhetően hatalmas hőenergia-tározóként működnek. Például a beton körülbelül 2000-szer annyi hőt képes tárolni, mint egyenértékű levegőmennyiség. Ezért az UHI-n belüli magas nappali felületi hőmérséklet hőtávérzékeléssel könnyen kimutatható. Ahogy a nappali felmelegedésnél gyakran előfordul, ez a felmelegedés is konvektív szeleket eredményez a városi határrétegen belül. Feltételezhető, hogy a keletkező légköri keveredés miatt a levegő hőmérsékletének zavarása az UHI-n belül általában minimális vagy egyáltalán nem létezik nappal, bár a felületi hőmérséklet rendkívül magas értékeket is elérhet.

Éjszaka a helyzet fordított. A szoláris fűtés hiánya a légköri konvekció csökkenéséhez és a városi határréteg stabilizálódásához vezet. Ha a stabilizálás elegendő, akkor inverziós réteg alakul ki. Ez felfogja a városi levegőt a felszín közelében, és melegen tartja a felszíni levegőt a még meleg városi területekről, ami melegebb éjszakai levegő hőmérsékletet eredményez az UHI-n belül. A városi kanyonokban az éjszakai maximumot a városi területek hőmegtartó tulajdonságain kívül az is okozhatja, hogy lehűléskor a kilátás az égboltra akadozik: a felületek éjszaka főként a viszonylag hűvös égboltra irányuló sugárzás révén veszítenek hőt. elnyeli az épületek egy városi területen blokkolva. A sugárzó hűtés dominánsabb, ha alacsony a szél sebessége és tiszta az ég, és ilyen körülmények között az UHI éjszaka a legnagyobb.

Az Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) – Az Intergovernmental Panel on Climate Change az Egyesült Nemzetek Szervezetének kormányközi testülete, amely az ember által okozott éghajlatváltozással kapcsolatos ismeretek bővítéséért felelős. 1988-ban hozta létre a Meteorológiai Világszervezet (WMO) és az Egyesült Nemzetek Környezetvédelmi Programja (UNEP), majd később az ENSZ Közgyűlése is jóváhagyta. Székhelye Genfben, Svájcban található, és 195 tagállamból áll. Az IPCC-t a tagállamai irányítják, és választanak egy tudományos testületet, amely egy értékelési ciklus idejére (jellemzően hat-hét évig) működik. Az IPCC-t egy titkárság, valamint a speciális munkacsoportokból és munkacsoportokból álló különféle technikai támogató egységek támogatják.

Az IPCC objektív és átfogó tudományos információkat nyújt az ember által okozott éghajlatváltozásról, beleértve a természeti, politikai és gazdasági hatásokat és kockázatokat, valamint a lehetséges válaszlépéseket. Az IPCC nem végez saját kutatást és nem követi nyomon az éghajlatváltozást, hanem rendszeres, szisztematikus áttekintést végez az összes releváns publikált irodalomról. Tudósok és más szakértők ezrei jelentkeznek önként, hogy áttekintsék az adatokat, és a legfontosabb megállapításokat „értékelő jelentésekben” állítsák össze a döntéshozók és a nyilvánosság számára.

Az IPCC a klímaváltozás nemzetközileg elismert hatósága, munkáját vezető klímatudósok és kormányok széles körben támogatják. Jelentései kulcsszerepet játszanak az Egyesült Nemzetek Éghajlat-változási Keretegyezményében (UNFCCC), az ötödik értékelő jelentés pedig jelentősen befolyásolja a mérföldkőnek számító 2015-ös Párizsi Megállapodást. Az IPCC 2007-ben Al Gore-ral megosztotta a Nobel-békedíjat az éghajlatváltozás megértéséhez való hozzájárulásáért.

2015-ben az IPCC megkezdte hatodik értékelési ciklusát, amely a tervek szerint 2023-ban fejeződik be. 2021 augusztusában az IPCC közzétette az I. munkacsoport hozzájárulását a hatodik értékelő jelentéshez (IPCC AR6) az éghajlatváltozás fizikai alapjairól, amelyet a The Guardian újság az eddigi legerősebb figyelmeztetésnek minősített „a jelentős, elkerülhetetlen és visszafordíthatatlan éghajlatváltozásokról”. által megvitatott témát számos újság átvette világszerte. 2022. február 28-án az IPCC közzétette a munkacsoport II. jelentését a hatásokról és az alkalmazkodásról. Az „Éghajlatváltozás mérséklésével” foglalkozó III. munkacsoport hozzájárulása a hatodik értékelő jelentéshez 2022. április 4-én jelent meg. A hatodik értékelő jelentést a tervek szerint 2023 márciusában egy összefoglaló jelentéssel egészítik ki.

A hatodik értékelő jelentés időszakában az IPCC három különjelentést tett közzé: a 2018-as 1,5°C-os globális felmelegedésről szóló különjelentést, valamint az éghajlatváltozásról és a szárazföldről szóló különjelentést (SRCCL), valamint a különleges jelentést az óceánról és a földről. Cryosphere in a Changing Climate (SROCC), mindkettő 2019-ben. 2019-ben frissítette módszereit is. Ezért a hatodik értékelési ciklust az IPCC történetében a legambiciózusabbnak minősítették.

A városi hősziget hőmérséklet-különbsége nemcsak éjszaka nagyobb, mint nappal, hanem télen is nagyobb, mint nyáron. Ez különösen igaz a havas területekre, mivel a városok általában rövidebb ideig tartják vissza a havat, mint a környező vidéki területek (ez a városok nagyobb szigetelőképességének, valamint az emberi tevékenységeknek, például a szántásnak köszönhető). Ez csökkenti a város albedóját (a test fényességének mértékét), és növeli a melegítő hatást. A vidéki területeken – különösen télen – tapasztalható nagyobb szélsebesség szintén hozzájárulhat a hűvösebb területekhez, mint a városi területeken. Azokban a régiókban, ahol jól elkülönül az esős és száraz évszak, a városi hősziget-hatás nagyobb a száraz évszakban. A nedves talaj termikus időállandója sokkal magasabb, mint a száraz talajé. Következésképpen a nedves vidéki talajok lassabban hűlnek le, mint a száraz vidékiek, ami segít minimalizálni a városi és vidéki területek közötti éjszakai hőmérséklet-különbséget.

Ha egy város vagy település jó időjárás-megfigyelő rendszerrel rendelkezik, az UHI közvetlenül mérhető. Alternatív megoldás a hely komplex szimulációja az UHI kiszámításához, vagy empirikus közelítési módszer alkalmazása. Az ilyen modellek lehetővé teszik az UHI beépítését az éghajlatváltozás következtében a városokban várható jövőbeni hőmérséklet-emelkedések becslésébe.

Leonard O. Myrup 1969-ben publikálta az első átfogó numerikus kezelést a városi hősziget (UHI) hatásainak előrejelzésére. Munkájában áttekintést ad az UHI-ről, és kritizálja az akkoriban létező elméleteket, mivel azok túlságosan kvalitatívak. Egy általános numerikus energiaköltségvetési modellt ismertetünk és alkalmazunk a városi légkörre. Számos speciális esetre vonatkozó számításokat, valamint érzékenységi elemzést mutatunk be. Úgy találták, hogy a modell megjósolja a városi hőmérséklet-többlet helyes nagyságát. A hősziget-hatás több egymással versengő fizikai folyamat eredménye. Általánosságban elmondható, hogy a belvárosban a párolgás csökkenése, valamint a városi építési és burkolati anyagok termikus tulajdonságai a domináns paraméterek. Feltételezhető, hogy egy ilyen modellt mérnöki számításokban lehetne használni a meglévő és jövőbeli városok klímájának javítására.

Aszfalt +
aszfalt parkoló és napelemes autóbeálló energiatermelés
= funkcionalitás bővítése és tömörítés
= intézkedés a városi hőszigetekkel szemben

Az elmúlt években az aszfalt egyre népszerűbb városok burkolására. Ez annak köszönhető, hogy az aszfalt nagyon tartós és olcsó felület. Az aszfaltnak azonban vannak hátrányai is, különösen, ha nagy mennyiségben használják városi területeken.

Az aszfalt egyik legnagyobb hátránya, hogy nagyon felmelegíti a környezetet. Ez azért probléma, mert a városokban már a nyári hónapokban is nagyon meleg van, és a hőmérséklet is tovább emelkedik a sok aszfaltfelület miatt. Ez azt jelenti, hogy a városlakók nagyon szenvednek a hőségtől, és akár egészségügyi problémákhoz is vezethetnek.

A városok túlmelegedése tehát nagy probléma, amelyet az aszfalthasználat okoz. Ennek a problémának a megoldására többféle lehetőség kínálkozik. Az egyik lehetőség több zöldfelület kialakítása a városokban, mivel a fák és a növények elnyelik a hőt. A napenergiával működő kocsibeállók vagy napelemes parkolórendszerek használata szintén segíthet csökkenteni a hőt a városokban. Ezek a rendszerek fotovoltaikus modulokkal vannak felszerelve, amelyek napenergiát használnak elektromos energia előállítására. Ugyanakkor árnyékot adnak, és így csökkentik a környező terület felmelegedését.

A napelemes autóbeállók és a napelemes parkolórendszerek jó módja annak, hogy csökkentsék a túlmelegedést a városokban. Nemcsak azért fenntarthatóak, mert nem égetnek el fosszilis tüzelőanyagokat, és ezért nem termelnek CO2-kibocsátást, hanem hozzájárulnak a városi hőmérséklet kényelmesebbé tételéhez is.

A svájci „De Lorean Power” tanulmánya megállapította, hogy az alkalmazottak parkolási viselkedése ideális esetben megfelel a megtermelt napenergia mennyiségének. Az elektromos jármű napi futásteljesítménye szinte bármilyen időjárás esetén lefedhető, a többlet pedig betáplálható a hálózatba. A parkolóban az éves napenergia-termelés megfelel a jármű energiaigényének. Az összes infrastrukturális terület közül a napelemes parkolóhelyek rendelkeznek a legnagyobb villamosenergia-termelési lehetőséggel. Svájcban minden regisztrált autó számára körülbelül 2 parkolóhely áll rendelkezésre. A rendelkezésre álló régiókban évente több mint 10 terawattóra napenergiát képes előállítani (a jelenlegi villamosenergia-fogyasztás 15%-a). „Elképesztő, milyen kevés kísérleti üzem van” – mondják a tanulmány szerzői. Ezenkívül egy ilyen tető védi az autót az időjárás viszontagságaitól, és nyáron csökkenti az autó melegét.

A Szövetségi Statisztikai Hivatal (FSO) értékelése szerint Svájcban legalább 5 millió föld feletti parkolóhely (6400 hektár) van, körülbelül 4,7 millió regisztrált autóval. Ezeket a parkolóhelyeket digitális eljárással rögzítették, amely csak a nagyobb szomszédos területeket ismeri fel, az egyes parkolóhelyeket nem. A közlekedési szakemberek ezért 8-10 millió parkolóhellyel számolnak. Ez kb 2 db autónként.

A másik tanulmány szerint a „Napenergia-termelés infrastrukturális létesítményekhez és átalakítási területekhez” a föld feletti vagy nyílt parkolóhelyek rendelkeznek a legnagyobb PV potenciállal az infrastrukturális területek közül. Ezek a területek évente akár 10 terawattóra (TWh) PV villamos energiát is képesek biztosítani. Ez azt jelenti, hogy Svájcban a teljes villamosenergia-termelés 65,5 TWh.

Az átlagos parkolóterület 12,5 négyzetméter (2,5 méter x 5 méter). Ez az a terület, amelyre egy napelemes tetőnek rendelkeznie kell. A napelemes rendszerek energiahozama számos tényezőtől függ, beleértve a napsugárzást, az alkatrészek hatékonyságát és a modulok tájolását. Thurgauban 1 kW beépített PV-teljesítménnyel évente körülbelül 1000 kWh villamos energia állítható elő (1 kWp-nként 1000 kWh).

Az alkalmazott PV moduloktól függően 1 kWp teljesítményhez 4-8 négyzetméter beépített teljesítmény szükséges. Ebben a tanulmányban kWp-nként 5 m2-t számítanak ki. Ez azt jelenti, hogy egy 12,5 m2-es parkolóhely 2,5 kWp teljesítménnyel telepíthető, amely évente 2500 kWh napenergiát termel. A svájci háztartások átlagos fogyasztása körülbelül 4500 kWh/év (fűtés, szellőztetés és elektromos járművek nélkül).

A kocsibeálló rendszer moduláris felépítése előnyös, és lehetővé teszi a tető szinte bármilyen parkolóhelyhez való hozzáigazítását, ezzel biztosítva a parkolóhely folyamatos jó kihasználását és a bővíthetőséget.

Bifaciális modulok segítségével a kocsibeálló átlátszóvá tehető. Ez vizuálisan nagyon érdekes, és magasabb napenergia-hozamhoz vezet, mivel a megfelelő PV-modulok alulról érkező fényt is használhatnak, és így 10-20%-kal több hozamot biztosítanak. A bifaciális technológiát jelenleg nem nagyon használják, mert a magasabb modulárak miatt nem feltétlenül költséghatékony. Feltételezik azonban, hogy ez a technológia a következő néhány évben meghonosodik.

A 4+2+ moduláris és skálázható napelemes kocsibeálló rendszerünkben, ahol részben átlátszó és bifaciális modulokat alkalmazunk, ezek a pontok érvényesek és most egy áralternatíva is :

Napelemes tetőfedési változatok kifejezetten járművekhez – Kép: Xpert.Digital

Bővebben itt:

• Számok, adatok, tények: napelemes kocsibeálló, napelemes tetős kocsibeálló, tetőfedési változatok összehasonlítása és modell parkolóhely elektromos hozammal

Korlátlan: Moduláris és skálázható napelemes kocsibeálló rendszer személygépkocsikhoz és teherautókhoz

Korlátlan: Moduláris és skálázható napelemes kocsibeálló rendszer személygépkocsikhoz és teherautókhoz

Műszaki adatok: Moduláris és skálázható napelemes kocsibeálló rendszer személy- és teherautó számára

Műszaki adatok: Moduláris és skálázható napelemes kocsibeálló rendszer személy- és teherautó számára

Előnyök egy pillantással:

• Rugalmas és moduláris (skálázható) kialakítás
• Hasmagasság személygépkocsikhoz 2,66 m-től (teherautóknál 4,5 m-re vagy többre bővíthető)
• Parkolóhely mélysége autóknak 6,1 m-ig, szemben lehetséges 12,5 m-ig
  A mélység a használt napelem modulok méretétől függ
• A napelemes kocsibeálló rendszert részlegesen átlátszó napelem modulokhoz optimálisan tervezték
  12% / 40% fényáteresztés (!) - Tanúsított engedéllyel fej feletti telepítéshez
• Opcionálisan erős LED világítással, szabályozható és mozgásvezérléssel
• Használható ferde helyzetű parkolóállásokhoz is
• Nincsenek rejtett költségek az alapozással kapcsolatban
  Pontos alapozás alkalmazása (legolcsóbb változat, nincs komplex talajfeltárás betonlapokhoz stb. a statikához szükséges) vagy födémekkel történő beépítés a meglévő talajviszonyoktól/aszfaltozástól függően

További források:

• Napelemes autóbeállók talajalapozási költségtényezője
• Napelemes autóbeállók, ahol már nincs szabvány – az optimális megoldás minden kihívásra napelemes tetőfedéssel nyitott parkolóhelyekhez
• Napelemes kocsibeálló rendszerek: Melyik a jobb és/vagy olcsóbb megoldás?
• A napelemes kocsibeálló stratégia nyílt parkolóhelyekhez
• Moduláris napelemes kocsibeálló rendszer minden alkalmazáshoz és esethez

Teherautó napelemes kocsibeálló rendszer

Tekintettel arra, hogy a 4+2+ oszlopos technológia a legrugalmasabb megoldás (mind műszakilag, mind árban) parkolóhelyi tetőfedő rendszernél, könnyen bővíthető és megfelelő átalakításokkal nagyobb járművekhez, például teherautókhoz is használható. .

A városi hőszigeteken található hangyakolóniák megnövelték a hőtűrő képességet anélkül, hogy a hidegtűrést veszélyeztetnék.

A jól megtelepedni képes fajok kihasználhatják a városi hőszigetek által teremtett feltételeket, hogy a normál elterjedési területükön kívül eső régiókban is boldoguljanak. Ilyen például a szürkefejű repülő róka (Pteropus poliocephalus) és a házi gekkó (Hemidactylus frenatus). Az ausztráliai Melbourne-ben talált szürkefejű repülő rókák a hőmérséklet emelkedését követően gyarmatosították a városi élőhelyeket. A hőmérséklet-emelkedés és az ebből fakadó melegebb telek miatt a város klímája jobban hasonlít a vadon élő faj északi élőhelyéhez.

A városi hőszigetek megfékezésére és kezelésére tett kísérletek csökkentik a hőmérséklet-ingadozásokat, valamint az élelmiszer és víz elérhetőségét. Mérsékelt éghajlaton a városi hőszigetek meghosszabbítják a vegetációs időszakot, és ezáltal megváltoztatják az ott élő fajok szaporodási stratégiáit. Ez leginkább a városi hőszigetek vízhőmérsékletre gyakorolt ​​hatásán figyelhető meg. Mivel a közeli épületek hőmérséklete néha több mint 28 °C-kal eltér a felszíni levegő hőmérsékletétől, a csapadék gyorsan felmelegszik, ami a közeli patakokba, tavakba és folyókba (vagy más víztestekbe) ömlik, és túlzott hő keletkezik. ólom terheli. A növekvő hőszennyezés 11-17 °C-kal (20-30 °F) növelheti a víz hőmérsékletét. Ez a növekedés a víztestekben élő halfajokat termikus stresszt és sokkot okoz az élőhelyük gyors hőmérséklet-változása miatt.

A városok által okozott városi hőszigetek megváltoztatták a természetes szelekciós folyamatot. A szelekciós nyomás, például a táplálék, a ragadozók és a víz időbeli változása enyhül, lehetővé téve a szelektív erők új halmazának működését. Például a városi élőhelyeken több rovar található, mint a vidéki területeken. A rovarok ektotermek. Ez azt jelenti, hogy a környezeti hőmérséklettől függően szabályozzák testhőmérsékletüket, így a város melegebb éghajlata ideális a fejlődésükhöz. A Parthenolecanium quercifex (tölgy pikkelyes rovarok) vizsgálata az észak-karolinai Raleigh-ben azt mutatta, hogy ez a faj a melegebb éghajlatot részesíti előnyben, ezért nagyobb számban fordul elő városi élőhelyeken, mint vidéki tölgyfákon. A városi élőhelyeken eltöltött idő során alkalmazkodtak ahhoz, hogy inkább melegebb, mint hűvösebb éghajlaton boldoguljanak.

A nem őshonos fajok előfordulása nagymértékben függ az emberi tevékenységtől. Példa erre a sziklamartin populációk, amelyek városi élőhelyeken az épületek eresz alatt fészkelnek. Kihasználják azt a menedéket, amelyet az emberek nyújtanak nekik otthonaik felső részén, aminek következtében populációjuk megnövekszik a kiegészítő védelem és a ragadozók számának csökkenése miatt.

A hőmérsékletre gyakorolt ​​hatáson kívül az UHI másodlagos hatással is lehet a helyi meteorológiára, beleértve a helyi szélmintázatok, a felhő- és ködképződés, a páratartalom és a csapadék mennyiségének megváltoztatását. Az UHI által keltett további melegség erősebb felfelé mozgást eredményez, ami további zápor- és zivatartevékenységet válthat ki. Emellett az UHI napközben lokális alacsony nyomású területet hoz létre, amelyben a vidéki környezet viszonylag nedves levegője áramlik össze, ami kedvezőbb feltételeket eredményezhet a felhőképződéshez. A csapadék mennyisége a városok szélén 48%-kal 116%-ra nőtt. Részben ennek a felmelegedésnek köszönhető, hogy a havi csapadékmennyiség körülbelül 28%-kal magasabb a városoktól lefelé eső 20 mérföld (32 km) és 64 km között, mint széllel szemben. Egyes városokban az összes csapadékmennyiség 51%-kal nőtt.

Kutatásokat végeztek néhány területen, amelyek azt sugallják, hogy a nagyvárosi területek kevésbé vannak kitéve gyenge tornádóknak a városi hősziget melege által okozott turbulens keveredés miatt. Műholdfelvételek segítségével a kutatók felfedezték, hogy a városi éghajlat észrevehető hatást gyakorol a növekedési időszakokra a város szélétől akár 10 kilométeres távolságban is. Észak-Amerika keleti részének 70 városában a vegetációs időszak körülbelül 15 nappal hosszabb volt a városi területeken, mint a városok befolyásán kívül eső vidéki területeken.

Kínában végzett kutatások kimutatták, hogy a városi hősziget-hatás körülbelül 30%-kal járul hozzá az éghajlat felmelegedéséhez. Másrészt a városi és vidéki területek 1999-es összehasonlítása azt sugallta, hogy a városi hősziget-hatás csekély hatással van a globális átlaghőmérséklet alakulására. Egy tanulmány arra a következtetésre jutott, hogy a városok a saját területüknél 2-4-szer nagyobb területen változtatják meg az éghajlatot. Egy másik szerint a városi hőszigetek befolyásolják a globális klímát azáltal, hogy befolyásolják a sugáráramlást. Számos tanulmány kimutatta, hogy a hőszigetek hatásai az éghajlatváltozás előrehaladtával egyre súlyosabbak lesznek.

Az UHI közvetlen hatással lehet a városlakók egészségére és jólétére. Csak az Egyesült Államokban évente átlagosan 1000 ember hal meg a rendkívüli hőség következtében. Mivel az UHI-ket magas hőmérséklet jellemzi, potenciálisan növelhetik a hőhullámok nagyságát és időtartamát a városokban. A kutatások kimutatták, hogy a hőhullám alatti halálozási arányok exponenciálisan nőnek a maximális hőmérséklettel, ezt a hatást az UHI súlyosbítja. A szélsőséges hőmérsékletnek kitett emberek számát növeli az UHI okozta felmelegedés. Az UHI éjszakai hatása különösen káros lehet kánikula idején, megfosztva a városlakókat az éjszakai lehűléstől a vidéki területeken.

Az Egyesült Államokban végzett kutatások arra utalnak, hogy a szélsőséges hőmérsékletek és a halálozás közötti kapcsolat helyenként eltérő. A hőség jobban növeli a halálozás kockázatát az ország északi városaiban, mint az ország déli régióiban. Például, ha Chicagóban, Denverben vagy New Yorkban szokatlanul meleg nyári hőmérséklet uralkodik, megnövekedett számú megbetegedésre és halálozásra lehet számítani. Ezzel szemben az ország azon részein, ahol a hőmérséklet egész évben enyhe vagy meleg, alacsonyabb a közegészségügyi kockázat a túlzott hőség miatt. A kutatások azt mutatják, hogy a déli városok, például Miami, Tampa, Los Angeles és Phoenix lakói jobban hozzá vannak szokva a meleg időjárási viszonyokhoz, és ezért kevésbé érzékenyek a hőség okozta halálesetekre. Összességében azonban úgy tűnik, hogy az Egyesült Államokban az emberek minden évtizeddel hozzászoknak az északabbra eső melegebb hőmérsékletekhez, bár ennek oka lehet a jobb infrastruktúra, a modernebb épületek és a nagyobb köztudat.

A magasabb hőmérsékletről beszámoltak arról, hogy hőgutát, hőkimerültséget, hőségérzetet és hőgörcsöket okoz. Egyes tanulmányok azt is megvizsgálták, hogy a súlyos hőguta hogyan okozhat maradandó károsodást a szervrendszerekben. Ez a károsodás növelheti a korai halálozás kockázatát, mert súlyos szervi működési károsodáshoz vezethet. A hőguta egyéb szövődményei közé tartozik a felnőttkori légzési distressz szindróma és a disszeminált intravaszkuláris koaguláció. Egyes kutatók azt találták, hogy az emberi test hőszabályozási képességének bármilyen károsodása elméletileg növeli a halálozás kockázatát. Ide tartoznak azok a betegségek, amelyek befolyásolhatják egy személy mozgásképességét, tudatát vagy viselkedését. A kutatók azt találták, hogy "a kognitív problémákkal küzdő egyének (pl. depresszió, demencia, Parkinson-kór) nagyobb kockázatnak vannak kitéve a magas hőmérsékleten, és különösen óvatosnak kell lenniük", mivel kimutatták, hogy a kognitív teljesítményt másképpen befolyásolja a hő. A cukorbetegeknek, elhízottaknak, alváshiányban vagy szív- és érrendszeri/agy-érrendszeri betegségben szenvedőknek kerülniük kell a túlzott hőhatást. Néhány gyakori gyógyszer, amely befolyásolja a hőszabályozást, szintén növelheti a halálozás kockázatát. Ilyenek például az antikolinerg szerek, diuretikumok, fenotiazinok és barbiturátok. A hő nem csak az egészségre, hanem a viselkedésre is hatással lehet. Egy amerikai tanulmány azt sugallja, hogy a hő ingerlékenyebbé és agresszívebbé teheti az embereket, és azt találta, hogy az erőszakos bűncselekmények száma 4,58/100 000-rel nőtt minden egyes fokos hőmérséklet-emelkedéssel.

Egy kutató megállapította, hogy a magas UHI intenzitás korrelál az éjszaka folyamán felhalmozódó légszennyező anyagok megnövekedett szintjével, és hatással lehet a következő napi levegőminőségre. Ezek a szennyező anyagok közé tartoznak az illékony szerves vegyületek, a szén-monoxid, a nitrogén-oxidok és a részecskék. Ezeknek a szennyező anyagoknak a termelése az UHI-k magasabb hőmérsékletével együtt felgyorsíthatja az ózonképződést. A felszíni ózon káros szennyező anyagnak minősül. A tanulmányok azt sugallják, hogy az UHI-k magasabb hőmérséklete növelheti a szennyezett napok számát, de azt is jelzi, hogy más tényezők (pl. légnyomás, felhőzet, szélsebesség) szintén befolyásolhatják a szennyezést. A hongkongi tanulmányok kimutatták, hogy a gyengébb szellőzésű városi külső levegővel rendelkező negyedek nagyobb városi hősziget-hatásokat tapasztalnak, és lényegesen magasabb az összes okból bekövetkező halálozás, mint a jobb szellőzésű területeken.

A Centers for Disease Control and Prevention megjegyzi, hogy „nehéz érvényes előrejelzéseket adni a hővel összefüggő betegségekről és halálozásokról a különböző éghajlatváltozási forgatókönyvek mellett”, és hogy „a hővel összefüggő halálesetek megelőzhetők, amint azt a minden okból kifolyólag bekövetkező halálozás csökkenése is mutatja. hőség eseményei során az elmúlt 35 évben.” Egyes tanulmányok azonban azt sugallják, hogy az UHI egészségre gyakorolt ​​hatása aránytalan lehet, mivel a hatás életkortól, etnikai hovatartozástól és társadalmi-gazdasági helyzettől függően egyenlőtlenül oszlik meg. Ez felveti annak lehetőségét, hogy az UHI egészségügyi hatásai környezeti igazságossági kérdések.