Dampak urbanisasi: Pulau panas perkotaan atau urban - dihindari melalui atap surya sambil menghasilkan listrik

Pulau panas perkotaan (urban heat island) adalah wilayah perkotaan atau metropolitan yang secara signifikan lebih hangat dibandingkan wilayah pedesaan di sekitarnya akibat aktivitas manusia. Perbedaan suhu biasanya lebih besar pada malam hari dibandingkan pada siang hari dan paling terlihat saat angin sepoi-sepoi. UHI terutama terlihat di musim panas dan musim dingin. Penyebab utama terjadinya efek UHI adalah perubahan permukaan tanah. Sebuah penelitian menunjukkan bahwa pulau panas dapat dipengaruhi oleh kedekatannya dengan berbagai jenis tutupan lahan, misalnya kedekatan dengan lahan tandus menyebabkan tanah perkotaan menjadi hangat, sedangkan kedekatan dengan vegetasi membuat suhu menjadi lebih dingin. Limbah panas yang dihasilkan oleh penggunaan energi adalah faktor lainnya. Ketika pusat populasi bertambah, luas wilayahnya bertambah dan suhu rata-rata meningkat. Istilah pulau panas juga digunakan; dapat digunakan untuk area mana pun yang relatif lebih panas dibandingkan area sekitarnya, namun umumnya merujuk pada area yang terganggu oleh manusia.

Curah hujan bulanan lebih tinggi di wilayah perkotaan, sebagian disebabkan oleh UHI. Meningkatnya panas di pusat kota memperpanjang musim tanam dan mengurangi terjadinya tornado lemah. UHI memperburuk kualitas udara dengan meningkatkan produksi polutan seperti ozon, dan memperburuk kualitas air karena air hangat mengalir ke sungai-sungai di wilayah tersebut dan mengganggu ekosistemnya.

Tidak semua kota mempunyai pulau panas kota yang jelas, dan karakteristik pulau panas sangat bergantung pada latar belakang iklim wilayah di mana kota tersebut berada. Efek pulau panas perkotaan dapat dikurangi dengan atap hijau, pendinginan radiasi pasif di siang hari, dan penggunaan permukaan berwarna terang di wilayah perkotaan yang memantulkan lebih banyak sinar matahari dan menyerap lebih sedikit panas. Urbanisasi telah memperburuk dampak perubahan iklim di perkotaan.

Fenomena tersebut pertama kali dipelajari dan dijelaskan oleh Luke Howard pada tahun 1810-an, meski bukan dia yang memberi nama fenomena tersebut. Penelitian terhadap atmosfer perkotaan berlanjut pada abad kesembilan belas. Antara tahun 1920-an dan 1940-an, para peneliti di Eropa, Meksiko, India, Jepang, dan Amerika Serikat mencari metode baru untuk memahami fenomena tersebut dalam bidang klimatologi lokal, atau meteorologi skala mikro. Pada tahun 1929, Albert Peppler menggunakan istilah “urban heat island”, yang dianggap sebagai contoh pertama dari urban heat island. Antara tahun 1990 dan 2000, sekitar 30 penelitian diterbitkan setiap tahunnya; Pada tahun 2010 jumlah ini meningkat menjadi 100, dan pada tahun 2015 sudah lebih dari 300.

Ada beberapa penyebab terjadinya pulau panas perkotaan. Permukaan yang gelap menyerap lebih banyak radiasi matahari secara signifikan, yang menyebabkan jalanan dan bangunan di perkotaan lebih panas pada siang hari dibandingkan di pinggiran kota dan pedesaan. Bahan yang biasa digunakan untuk perkerasan jalan dan atap di wilayah perkotaan, seperti beton dan aspal, memiliki sifat curah termal (termasuk kapasitas panas dan konduktivitas termal) dan sifat radiasi permukaan (albedo dan emisivitas) yang sangat berbeda dibandingkan daerah pedesaan sekitarnya. Hal ini mengubah keseimbangan energi di wilayah perkotaan, seringkali mengakibatkan suhu lebih tinggi dibandingkan di wilayah pedesaan sekitarnya]. Alasan penting lainnya adalah kurangnya evapotranspirasi (misalnya karena kurangnya vegetasi) di wilayah perkotaan. Dinas Kehutanan AS menemukan pada tahun 2018 bahwa kota-kota di Amerika Serikat kehilangan 36 juta pohon setiap tahunnya. Seiring dengan berkurangnya vegetasi, kota juga kehilangan keteduhan dan efek pendinginan pepohonan melalui penguapan.

Penyebab UHI lainnya adalah karena efek geometris. Gedung-gedung tinggi di banyak wilayah perkotaan menyediakan banyak permukaan untuk memantulkan dan menyerap sinar matahari, sehingga meningkatkan efisiensi pemanasan wilayah perkotaan. Hal ini disebut “efek ngarai perkotaan”. Efek lain dari bangunan adalah terhalangnya angin, yang juga mencegah pendinginan konveksi dan pembuangan polutan. Limbah panas dari mobil, AC, industri dan sumber lainnya juga berkontribusi terhadap efek UHI. Tingkat polusi yang tinggi di wilayah perkotaan juga dapat meningkatkan UHI, karena banyak bentuk polusi mengubah sifat radiasi atmosfer. UHI tidak hanya meningkatkan suhu di perkotaan, tetapi juga konsentrasi ozon, karena ozon adalah gas rumah kaca yang pembentukannya semakin cepat seiring dengan kenaikan suhu.

Di sebagian besar kota, perbedaan suhu antara daerah perkotaan dan pedesaan sekitarnya paling besar pada malam hari. Meskipun perbedaan suhu signifikan sepanjang tahun, perbedaan suhu umumnya lebih besar pada musim dingin. Perbedaan suhu pada umumnya antara pusat kota dan daerah sekitarnya adalah beberapa derajat. Perbedaan suhu antara pusat kota dan pinggiran kota sekitarnya terkadang disebutkan dalam laporan cuaca, misalnya. B. 20 °C di pusat kota, 18 °C di pinggiran kota. Suhu udara rata-rata tahunan di kota dengan populasi 1 juta atau lebih bisa 1,0-3,0 °C lebih hangat dibandingkan daerah sekitarnya. Pada malam hari perbedaannya bisa mencapai 12 °C.

UHI dapat didefinisikan sebagai perbedaan suhu udara (Canopy UHI) atau perbedaan suhu permukaan (Surface UHI) antara wilayah perkotaan dan pedesaan. Keduanya memiliki variabilitas diurnal dan musiman yang sedikit berbeda serta memiliki penyebab yang berbeda.

IPCC mencatat bahwa “pulau panas perkotaan diketahui meningkatkan suhu malam hari lebih tinggi dibandingkan suhu siang hari dibandingkan dengan wilayah non-perkotaan.” Misalnya, di Barcelona, ​​​​Spanyol, suhu maksimum harian 0,2 °C lebih dingin dan suhu minimum 2,9 °C lebih hangat dibandingkan di stasiun pedesaan terdekat. Deskripsi laporan UHI pertama oleh Luke Howard pada akhir tahun 1810-an menyatakan bahwa pusat kota London 2,1°C lebih hangat di malam hari dibandingkan daerah sekitarnya. Meskipun suhu udara hangat di UHI umumnya terasa paling jelas pada malam hari, pulau panas perkotaan menunjukkan perilaku diurnal yang signifikan dan agak paradoks. Perbedaan suhu udara antara UHI dan sekitarnya besar pada malam hari dan kecil pada siang hari. Hal sebaliknya berlaku untuk suhu kulit lanskap perkotaan dalam UHI.

Pada siang hari, terutama saat langit cerah, permukaan perkotaan menjadi panas karena menyerap radiasi matahari. Permukaan di daerah perkotaan cenderung lebih cepat memanas dibandingkan permukaan di daerah pedesaan sekitarnya. Karena kapasitas panasnya yang tinggi, permukaan perkotaan bertindak seperti reservoir energi panas yang sangat besar. Misalnya, beton dapat menyimpan panas sekitar 2.000 kali lebih banyak dibandingkan volume udara yang setara. Oleh karena itu, suhu permukaan siang hari yang tinggi dalam UHI dapat dengan mudah dideteksi dengan penginderaan jauh termal. Seperti yang sering terjadi pada pemanasan siang hari, pemanasan ini juga mengakibatkan angin konvektif di dalam lapisan batas perkotaan. Disarankan bahwa karena pencampuran atmosfer yang dihasilkan, gangguan terhadap suhu udara di dalam UHI umumnya minimal atau tidak ada sama sekali pada siang hari, meskipun suhu permukaan dapat mencapai nilai yang sangat tinggi.

Pada malam hari keadaan berbalik. Tidak adanya pemanasan matahari menyebabkan penurunan konveksi atmosfer dan stabilisasi lapisan batas perkotaan. Jika stabilisasi cukup, lapisan inversi akan terbentuk. Hal ini memerangkap udara perkotaan di dekat permukaan dan menjaga udara permukaan tetap hangat dari daerah perkotaan yang masih hangat, sehingga menghasilkan suhu udara malam hari yang lebih hangat di dalam UHI. Selain sifat retensi panas di daerah perkotaan, waktu maksimum malam hari di ngarai perkotaan juga bisa disebabkan oleh fakta bahwa pandangan ke langit terhalang selama pendinginan: permukaan kehilangan panas di malam hari terutama melalui radiasi ke langit yang relatif dingin, dan hal ini diserap oleh bangunan-bangunan di satu kawasan perkotaan yang diblokir. Pendinginan radiasi lebih dominan pada saat kecepatan angin rendah dan langit cerah, dan memang pada kondisi tersebut UHI paling besar terjadi pada malam hari.

Panel Antarpemerintah tentang Perubahan Iklim (IPCC) – Panel Antarpemerintah tentang Perubahan Iklim adalah badan antar pemerintah di Perserikatan Bangsa-Bangsa yang bertanggung jawab untuk memajukan pengetahuan tentang perubahan iklim yang disebabkan oleh manusia. Didirikan pada tahun 1988 oleh Organisasi Meteorologi Dunia (WMO) dan Program Lingkungan Perserikatan Bangsa-Bangsa (UNEP) dan kemudian disahkan oleh Majelis Umum Perserikatan Bangsa-Bangsa. Berbasis di Jenewa, Swiss, dan terdiri dari 195 negara anggota. IPCC diatur oleh negara-negara anggotanya, yang memilih dewan ilmuwan yang bertugas selama siklus penilaian (biasanya enam hingga tujuh tahun). IPCC didukung oleh sekretariat dan berbagai unit dukungan teknis yang terdiri dari kelompok kerja khusus dan satuan tugas.

IPCC memberikan informasi ilmiah yang obyektif dan komprehensif tentang perubahan iklim yang disebabkan oleh manusia, termasuk dampak dan risiko alam, politik dan ekonomi, serta kemungkinan tanggapannya. IPCC tidak melakukan penelitiannya sendiri atau memantau perubahan iklim, melainkan melakukan tinjauan sistematis dan rutin terhadap semua literatur relevan yang diterbitkan. Ribuan ilmuwan dan pakar lainnya secara sukarela meninjau data dan mengumpulkan temuan-temuan penting ke dalam “laporan penilaian” untuk pembuat kebijakan dan masyarakat.

IPCC adalah otoritas perubahan iklim yang diakui secara internasional, dan pekerjaannya didukung secara luas oleh para ilmuwan iklim dan pemerintah terkemuka. Laporan-laporannya memainkan peran penting dalam Konvensi Kerangka Kerja PBB tentang Perubahan Iklim (UNFCCC), dan Laporan Penilaian Kelima secara signifikan mempengaruhi Perjanjian Paris tahun 2015. IPCC berbagi Hadiah Nobel Perdamaian dengan Al Gore pada tahun 2007 atas kontribusinya dalam memahami perubahan iklim.

Pada tahun 2015, IPCC memulai siklus penilaiannya yang keenam, yang dijadwalkan selesai pada tahun 2023. Pada bulan Agustus 2021, IPCC menerbitkan kontribusi Kelompok Kerja I pada Laporan Penilaian Keenam (IPCC AR6) mengenai dasar fisik perubahan iklim, yang digambarkan oleh surat kabar The Guardian sebagai peringatan terkuat mengenai “perubahan iklim besar yang tidak dapat dihindari dan tidak dapat diubah,” a topik yang telah dibahas diangkat oleh banyak surat kabar di seluruh dunia. Pada tanggal 28 Februari 2022, IPCC merilis laporan Kelompok Kerja II mengenai dampak dan adaptasi. Kontribusi Kelompok Kerja III “Mitigasi Perubahan Iklim” terhadap Laporan Penilaian Keenam diterbitkan pada 4 April 2022. Laporan Penilaian Keenam dijadwalkan selesai dengan laporan sintesis pada Maret 2023.

Selama periode Laporan Penilaian Keenam, IPCC menerbitkan tiga laporan khusus: Laporan Khusus mengenai Pemanasan Global 1.5°C pada tahun 2018, serta Laporan Khusus mengenai Perubahan Iklim dan Lahan (SRCCL) dan Laporan Khusus mengenai Kelautan dan Lahan. Cryosphere in a Changing Climate (SROCC), keduanya pada tahun 2019. Mereka juga memperbarui metodenya pada tahun 2019. Oleh karena itu, siklus penilaian keenam digambarkan sebagai yang paling ambisius dalam sejarah IPCC.

Perbedaan suhu di pulau panas perkotaan tidak hanya lebih besar pada malam hari dibandingkan pada siang hari, tetapi juga lebih besar pada musim dingin dibandingkan pada musim panas. Hal ini terutama terjadi di daerah bersalju, karena perkotaan cenderung menahan salju dalam waktu yang lebih singkat dibandingkan daerah pedesaan di sekitarnya (hal ini disebabkan oleh kapasitas isolasi kota yang lebih besar serta aktivitas manusia seperti membajak). Hal ini mengurangi albedo (ukuran kecerahan suatu benda) kota dan meningkatkan efek pemanasan. Kecepatan angin yang lebih tinggi di daerah pedesaan, terutama di musim dingin, juga dapat menyebabkan daerah lebih dingin dibandingkan daerah perkotaan. Di wilayah dengan musim hujan dan kemarau yang berbeda, efek pulau panas perkotaan (urban heat island) lebih besar pada musim kemarau. Konstanta waktu termal tanah basah jauh lebih tinggi dibandingkan tanah kering. Akibatnya, tanah pedesaan yang basah mendingin lebih lambat dibandingkan tanah pedesaan yang kering, sehingga membantu meminimalkan perbedaan suhu malam hari antara wilayah perkotaan dan pedesaan.

Jika suatu kota atau kotamadya memiliki sistem pengamatan cuaca yang baik, maka UHI dapat diukur secara langsung. Alternatifnya adalah dengan menggunakan simulasi lokasi yang kompleks untuk menghitung UHI atau menggunakan metode pendekatan empiris. Model seperti ini memungkinkan untuk memasukkan UHI ke dalam perkiraan kenaikan suhu perkotaan di masa depan sebagai akibat dari perubahan iklim.

Leonard O. Myrup menerbitkan pengobatan numerik komprehensif pertama untuk memprediksi dampak pulau panas perkotaan (UHI) pada tahun 1969. Dalam karyanya ia memberikan gambaran tentang UHI dan mengkritik teori-teori yang ada saat itu karena dianggap terlalu kualitatif. Model anggaran energi numerik umum dijelaskan dan diterapkan pada atmosfer perkotaan. Perhitungan untuk beberapa kasus khusus serta analisis sensitivitas disajikan. Model tersebut ditemukan mampu memprediksi besarnya kelebihan suhu perkotaan dengan tepat. Efek pulau panas adalah hasil akhir dari beberapa proses fisik yang saling bersaing. Secara umum, berkurangnya penguapan di pusat kota dan sifat termal bahan bangunan dan perkerasan perkotaan merupakan parameter yang dominan. Disarankan agar model seperti itu dapat digunakan dalam perhitungan teknik untuk memperbaiki iklim kota-kota saat ini dan masa depan.

aspal+
aspal & pembangkit listrik carport surya
= perluasan & pemadatan fungsionalitas
= ukuran terhadap pulau panas perkotaan

Aspal menjadi semakin populer untuk menutupi kota-kota dalam beberapa tahun terakhir. Hal ini disebabkan aspal merupakan permukaan yang sangat tahan lama dan murah. Namun aspal juga memiliki beberapa kelemahan, terutama jika digunakan dalam jumlah banyak di perkotaan.

Salah satu kelemahan terbesar aspal adalah dapat menyebabkan pemanasan lingkungan yang sangat besar. Hal ini menjadi masalah karena cuaca di kota-kota sudah sangat panas pada bulan-bulan musim panas dan suhu semakin meningkat karena banyaknya permukaan aspal. Artinya, penduduk kota sangat menderita akibat cuaca panas dan bahkan dapat menimbulkan gangguan kesehatan.

Jadi kota yang terlalu panas merupakan masalah besar yang disebabkan oleh penggunaan aspal. Ada berbagai pilihan untuk mengatasi masalah ini. Salah satu kemungkinannya adalah menciptakan lebih banyak ruang hijau di perkotaan, karena pepohonan dan tanaman dapat menyerap panas. Penggunaan solar carport atau sistem parkir tenaga surya juga dapat membantu mengurangi panas di perkotaan. Sistem ini dilengkapi dengan modul fotovoltaik yang menggunakan energi matahari untuk menghasilkan energi listrik. Pada saat yang sama, mereka memberikan keteduhan dan dengan demikian mengurangi pemanasan area sekitarnya.

Carport tenaga surya dan sistem parkir tenaga surya adalah cara yang baik untuk mengurangi panas berlebih di perkotaan. Teknologi ini tidak hanya berkelanjutan karena tidak membakar bahan bakar fosil sehingga tidak menghasilkan emisi CO2, namun juga membantu membuat suhu di perkotaan menjadi lebih nyaman.

Sebuah studi yang dilakukan oleh 'De Lorean Power' dari Swiss menemukan bahwa perilaku parkir karyawan idealnya berhubungan dengan jumlah tenaga surya yang dihasilkan. Jarak tempuh harian kendaraan listrik dapat dijangkau di hampir semua cuaca dan kelebihannya dapat dimasukkan ke dalam jaringan listrik. Pembangkit listrik tenaga surya tahunan di tempat parkir sesuai dengan kebutuhan energi kendaraan. Tempat parkir tenaga surya memiliki potensi terbesar untuk menghasilkan listrik dibandingkan seluruh area infrastruktur. Ada sekitar 2 tempat parkir yang tersedia untuk setiap mobil yang terdaftar di Swiss. Di wilayah yang tersedia, sistem ini dapat menghasilkan lebih dari 10 terawatt jam tenaga surya per tahun (15% dari konsumsi listrik saat ini). “Sungguh mengherankan betapa sedikitnya pabrik percontohan yang ada,” kata penulis penelitian tersebut. Selain itu, atap seperti itu melindungi mobil dari cuaca buruk dan mengurangi panas mobil di musim panas.

Menurut evaluasi Kantor Statistik Federal (FSO), Swiss memiliki setidaknya 5 juta tempat parkir di atas tanah (6.400 hektar) dengan sekitar 4,7 juta mobil terdaftar. Area parkir ini dicatat menggunakan proses digital yang hanya mengenali area parkir yang lebih luas dan bukan area parkir individual. Oleh karena itu, pakar lalu lintas memperkirakan 8 hingga 10 juta tempat parkir. Itu sekitar 2 per mobil.

Menurut studi lain “Pembangkit listrik tenaga surya untuk fasilitas infrastruktur dan area konversi”, area parkir di atas tanah atau terbuka memiliki potensi PV terbesar dari semua area infrastruktur. Daerah-daerah ini dapat menyediakan listrik PV hingga 10 terawatt jam (TWh) per tahun. Artinya total produksi listrik di Swiss sebesar 65,5 TWh.

Luas parkir rata-rata adalah 12,5 meter persegi (2,5 meter x 5 meter). Ini juga merupakan area yang harus dimiliki oleh atap surya. Hasil energi sistem PV bergantung pada banyak faktor, termasuk radiasi matahari, efisiensi komponen, dan orientasi modul. Di Thurgau, dengan 1 kW daya PV terpasang, sekitar 1000 kWh listrik dapat dihasilkan per tahun (1000 kWh per 1 kWp).

Tergantung pada modul PV yang digunakan, 1 kWp memerlukan kapasitas terpasang 4 hingga 8 meter persegi. Dalam penelitian ini dihitung 5 m2 per kWp. Artinya, dapat dipasang lahan parkir seluas 12,5 m2 dengan output 2,5 kWp yang menghasilkan 2.500 kWh tenaga surya per tahun. Konsumsi rata-rata rumah tangga Swiss adalah sekitar 4.500 kWh/tahun (tidak termasuk pemanas, ventilasi, dan kendaraan listrik).

Struktur modular sistem carport menguntungkan dan memungkinkan Anda menyesuaikan atap dengan hampir semua tempat parkir, sehingga memastikan pemanfaatan ruang parkir yang baik dan memastikan perluasan.

Dengan menggunakan modul bifacial, carport bisa dibuat transparan. Hal ini secara visual sangat menarik dan menghasilkan hasil tenaga surya yang lebih tinggi, karena modul PV yang bersangkutan juga dapat menggunakan cahaya yang datang dari bawah sehingga menghasilkan hasil tambahan sebesar 10-20%. Teknologi bifacial saat ini belum banyak digunakan karena belum tentu hemat biaya akibat harga modul yang lebih mahal. Namun, teknologi ini diperkirakan akan hadir dalam beberapa tahun mendatang.

Dalam sistem carport surya 4+2+ kami yang modular dan terukur, yang menggunakan modul sebagian transparan dan bifasial, poin-poin berikut berlaku dan kini juga menjadi alternatif harga :

Varian solar roof khusus kendaraan – Gambar: Xpert.Digital

Lebih lanjut tentang itu di sini:

• Angka, data, fakta: carport tenaga surya, carport atap tenaga surya, perbandingan varian atap dan model tempat parkir dengan keluaran listrik

Tak terbatas: Sistem carport surya modular dan terukur untuk mobil dan truk

Tak terbatas: Sistem carport surya modular dan terukur untuk mobil dan truk

Data teknis: Sistem carport surya modular dan terukur untuk mobil dan truk

Data teknis: Sistem carport surya modular dan terukur untuk mobil dan truk

Sekilas kelebihannya:

• Desain yang fleksibel dan modular (dapat diskalakan).
• Ketinggian jarak bebas untuk mobil dari 2,66 m (dapat diperluas hingga 4,5 m atau lebih untuk truk)
• Kedalaman tempat parkir mobil maksimal 6,1 m, sebaliknya mungkin maksimal 12,5 m,
  kedalamannya tergantung dimensi modul surya yang digunakan
• Sistem carport surya dirancang secara optimal untuk modul surya sebagian transparan.
  Transmisi cahaya 12% / 40% (!) - Dengan persetujuan bersertifikat untuk pemasangan di atas kepala
• Opsional dengan pencahayaan LED yang kuat, dapat diredupkan dan dengan kontrol gerakan
• Bisa juga digunakan untuk parking stand dengan posisi miring
• Tidak ada biaya tersembunyi mengenai pondasi
  Penggunaan pondasi titik (varian termurah, tidak ada penggalian tanah yang rumit untuk pelat beton, dll. yang diperlukan untuk statika) atau pemasangan dengan pelat lantai, tergantung pada kondisi tanah/pengaspalan yang ada

Sumber lebih lanjut:

• Faktor biaya pondasi tanah untuk carport tenaga surya
• Carport tenaga surya yang tidak lagi menjadi standar - solusi optimal untuk setiap tantangan dengan atap tenaga surya untuk ruang parkir terbuka
• Sistem carport tenaga surya: Pilihan mana yang lebih baik dan/atau lebih murah?
• Strategi carport tenaga surya untuk ruang parkir terbuka
• Sistem carport surya modular untuk semua aplikasi dan kasus

Sistem carport surya truk

Karena teknologi kolom 4+2+ merupakan solusi paling fleksibel (baik secara teknis maupun harga) untuk sistem atap tempat parkir, teknologi ini juga dapat dengan mudah diperluas dan digunakan untuk kendaraan besar seperti truk dengan modifikasi yang sesuai. .

Koloni semut di pulau panas perkotaan telah meningkatkan toleransi terhadap panas tanpa mengurangi toleransi terhadap dingin.

Spesies yang mampu berkolonisasi dengan baik dapat memanfaatkan kondisi yang diciptakan oleh pulau panas perkotaan untuk berkembang biak di wilayah di luar kisaran normalnya. Contohnya adalah rubah terbang berkepala abu-abu (Pteropus poliocephalus) dan tokek rumah (Hemidactylus frenatus). Rubah terbang berkepala abu-abu, ditemukan di Melbourne, Australia, menjajah habitat perkotaan setelah suhu di sana meningkat. Karena peningkatan suhu dan musim dingin yang lebih hangat, iklim di kota lebih mirip dengan habitat utara spesies tersebut di alam liar.

Upaya untuk mengendalikan dan mengelola pulau panas perkotaan mengurangi fluktuasi suhu dan ketersediaan makanan dan air. Di daerah beriklim sedang, pulau panas perkotaan memperpanjang musim tanam dan dengan demikian mengubah strategi reproduksi spesies yang hidup di sana. Hal ini paling baik diamati dari dampak pulau panas perkotaan terhadap suhu air. Karena suhu bangunan di dekatnya terkadang berbeda lebih dari 80°F (28°C) dari suhu udara permukaan, curah hujan menghangat dengan cepat, menyebabkan limpasan ke sungai, danau, dan sungai (atau badan air lainnya) di dekatnya sehingga menghasilkan panas yang berlebihan. banyak timah. Meningkatnya polusi termal berpotensi meningkatkan suhu air sebesar 11 hingga 17 °C (20 hingga 30 °F). Peningkatan ini menyebabkan spesies ikan yang hidup di perairan mengalami tekanan dan guncangan termal akibat perubahan suhu yang cepat di habitatnya.

Pulau panas perkotaan yang disebabkan oleh perkotaan telah mengubah proses seleksi alam. Tekanan seleksi seperti variasi waktu pada makanan, predator, dan air dilonggarkan, sehingga memungkinkan serangkaian kekuatan selektif baru untuk ikut berperan. Misalnya, jumlah serangga di habitat perkotaan lebih banyak dibandingkan di daerah pedesaan. Serangga bersifat ektotermik. Artinya, mereka bergantung pada suhu lingkungan untuk mengatur suhu tubuh mereka, sehingga iklim hangat di kota ideal bagi mereka untuk berkembang. Sebuah studi tentang Parthenolecanium quercifex (serangga skala kayu ek) yang dilakukan di Raleigh, Carolina Utara menunjukkan bahwa spesies khusus ini lebih menyukai iklim yang lebih hangat dan oleh karena itu lebih banyak ditemukan di habitat perkotaan daripada di pohon ek di daerah pedesaan. Seiring waktu yang dihabiskan di habitat perkotaan, mereka telah beradaptasi untuk berkembang di iklim yang lebih hangat dibandingkan iklim yang lebih dingin.

Keberadaan spesies non-asli sangat bergantung pada aktivitas manusia. Contohnya adalah populasi rock martin yang bersarang di bawah atap bangunan di habitat perkotaan. Mereka memanfaatkan perlindungan yang disediakan manusia di bagian atas rumah, menyebabkan populasi mereka meningkat karena perlindungan tambahan dan berkurangnya jumlah predator.

Selain dampak terhadap suhu, UHI juga dapat menimbulkan dampak sekunder terhadap meteorologi lokal, termasuk perubahan pola angin lokal, perkembangan awan dan kabut, kelembapan udara, dan jumlah curah hujan. Panas tambahan yang diciptakan oleh UHI akan menghasilkan pergerakan ke atas yang lebih kuat, yang dapat memicu aktivitas hujan lebat dan badai petir tambahan. Selain itu, UHI menciptakan daerah bertekanan rendah lokal pada siang hari di mana udara yang relatif lembab dari lingkungan pedesaan mengalir bersama-sama, sehingga dapat menghasilkan kondisi yang lebih menguntungkan bagi pembentukan awan. Curah hujan di daerah perkotaan telah meningkat sebesar 48% menjadi 116%. Salah satu dampak dari pemanasan ini, curah hujan bulanan sekitar 28% lebih tinggi dalam jarak 20 mil (32 km) hingga 40 mil (64 km) melawan arah angin kota dibandingkan melawan arah angin. Di beberapa kota, total curah hujan meningkat sebesar 51%.

Penelitian telah dilakukan di beberapa wilayah yang menunjukkan bahwa wilayah metropolitan tidak terlalu rentan terhadap tornado lemah karena percampuran turbulen yang disebabkan oleh hangatnya pulau panas perkotaan. Dengan menggunakan citra satelit, para peneliti menemukan bahwa iklim perkotaan memiliki dampak nyata terhadap musim tanam hingga 10 kilometer (6,2 mil) dari tepi kota. Di 70 kota di Amerika Utara bagian timur, musim tanam di wilayah perkotaan sekitar 15 hari lebih lama dibandingkan di wilayah pedesaan di luar pengaruh kota.

Penelitian di Tiongkok menemukan bahwa efek pulau panas perkotaan berkontribusi terhadap pemanasan iklim sekitar 30%. Di sisi lain, perbandingan antara daerah perkotaan dan pedesaan pada tahun 1999 menunjukkan bahwa efek pulau panas perkotaan mempunyai pengaruh yang kecil terhadap evolusi suhu rata-rata global. Sebuah penelitian menyimpulkan bahwa kota-kota mengubah iklim di suatu wilayah yang 2-4 kali lebih luas dibandingkan wilayahnya sendiri. Yang lain mengatakan bahwa pulau panas perkotaan mempengaruhi iklim global dengan mempengaruhi aliran jet. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa dampak pulau panas akan menjadi lebih parah seiring berlangsungnya perubahan iklim.

UHI dapat berdampak langsung pada kesehatan dan kesejahteraan warga kota. Di Amerika Serikat saja, rata-rata 1.000 orang meninggal setiap tahunnya akibat cuaca panas ekstrem. Karena UHI ditandai dengan suhu yang tinggi, UHI berpotensi meningkatkan besaran dan durasi gelombang panas di perkotaan. Penelitian telah menunjukkan bahwa angka kematian selama gelombang panas meningkat secara eksponensial dengan suhu maksimum, sebuah efek yang diperburuk oleh UHI. Jumlah orang yang terpapar suhu ekstrem meningkat akibat pemanasan terkait UHI. Efek UHI pada malam hari bisa sangat merusak selama gelombang panas, sehingga penduduk kota tidak bisa mendapatkan udara sejuk di malam hari di daerah pedesaan.

Penelitian di Amerika menunjukkan bahwa hubungan antara suhu ekstrem dan kematian berbeda-beda di setiap lokasi. Panas meningkatkan risiko kematian di kota-kota di bagian utara negara ini dibandingkan di wilayah selatan negara tersebut. Misalnya, jika suhu musim panas yang luar biasa panas terjadi di Chicago, Denver, atau New York, diperkirakan akan terjadi peningkatan jumlah penyakit dan kematian. Sebaliknya, wilayah negara yang suhunya sedang hingga panas sepanjang tahun memiliki risiko kesehatan masyarakat yang lebih rendah akibat panas yang berlebihan. Penelitian menunjukkan bahwa penduduk kota-kota di wilayah selatan seperti Miami, Tampa, Los Angeles, dan Phoenix lebih terbiasa dengan kondisi cuaca panas sehingga kurang rentan terhadap kematian akibat panas. Namun secara keseluruhan, masyarakat Amerika Serikat tampaknya mulai terbiasa dengan suhu yang semakin panas di wilayah utara setiap dekadenya, meskipun hal ini mungkin disebabkan oleh infrastruktur yang lebih baik, bangunan yang lebih modern, dan kesadaran masyarakat yang lebih besar.

Suhu yang lebih tinggi dilaporkan menyebabkan serangan panas, kelelahan akibat panas, sinkop panas, dan kram panas. Beberapa penelitian juga meneliti seberapa parah serangan panas dapat menyebabkan kerusakan permanen pada sistem organ. Kerusakan ini dapat meningkatkan risiko kematian dini karena dapat mengakibatkan gangguan fungsi organ yang parah. Komplikasi lain dari serangan panas termasuk sindrom gangguan pernapasan pada orang dewasa dan koagulasi intravaskular diseminata. Beberapa peneliti menemukan bahwa setiap gangguan pada kemampuan tubuh manusia untuk melakukan termoregulasi secara teoritis meningkatkan risiko kematian. Ini termasuk penyakit yang dapat mempengaruhi mobilitas, kesadaran atau perilaku seseorang. Para peneliti telah menemukan bahwa “individu dengan masalah kognitif (misalnya depresi, demensia, penyakit Parkinson) memiliki risiko lebih besar terkena suhu tinggi dan perlu sangat berhati-hati,” karena kinerja kognitif telah terbukti dipengaruhi secara berbeda oleh panas. Penderita diabetes, obesitas, kurang tidur, atau penyakit kardiovaskular/serebrovaskular harus menghindari paparan panas yang berlebihan. Beberapa obat umum yang mempengaruhi termoregulasi juga dapat meningkatkan risiko kematian. Ini termasuk, misalnya, antikolinergik, diuretik, fenotiazin, dan barbiturat. Panas tidak hanya mempengaruhi kesehatan tetapi juga perilaku. Sebuah penelitian di AS menunjukkan bahwa panas dapat membuat orang lebih mudah tersinggung dan agresif, dan menemukan bahwa kejahatan dengan kekerasan meningkat sebesar 4,58 per 100.000 untuk setiap kenaikan suhu derajat.

Seorang peneliti menemukan bahwa intensitas UHI yang tinggi berkorelasi dengan peningkatan kadar polutan udara yang terakumulasi pada malam hari dan dapat mempengaruhi kualitas udara keesokan harinya. Polutan ini mencakup senyawa organik yang mudah menguap, karbon monoksida, nitrogen oksida, dan materi partikulat. Produksi polutan ini dikombinasikan dengan suhu yang lebih tinggi di UHI dapat mempercepat pembentukan ozon. Ozon permukaan dianggap sebagai polutan berbahaya. Studi menunjukkan bahwa suhu yang lebih tinggi di UHI dapat meningkatkan jumlah hari yang tercemar, namun juga menunjukkan bahwa faktor-faktor lain (misalnya tekanan udara, tutupan awan, kecepatan angin) juga dapat berdampak pada polusi. Studi yang dilakukan di Hong Kong menemukan bahwa lingkungan dengan ventilasi udara luar perkotaan yang buruk cenderung mengalami dampak pulau panas perkotaan yang lebih besar dan memiliki angka kematian akibat semua penyebab yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan wilayah dengan ventilasi yang lebih baik.

Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit mencatat bahwa “sulit untuk membuat prediksi yang valid mengenai penyakit dan kematian akibat panas dalam berbagai skenario perubahan iklim” dan bahwa “kematian akibat panas dapat dicegah, seperti yang ditunjukkan oleh penurunan semua penyebab kematian. selama peristiwa panas selama 35 tahun terakhir.” tahun.” Namun, beberapa penelitian menunjukkan bahwa dampak UHI terhadap kesehatan mungkin tidak proporsional karena dampaknya mungkin tidak merata tergantung pada usia, etnis, dan status sosial ekonomi. Hal ini menimbulkan kemungkinan bahwa dampak UHI terhadap kesehatan merupakan isu keadilan lingkungan.