Impacto da urbanização: Ilha de calor urbana ou urbana - evitada através de coberturas solares durante a geração de eletricidade

Uma ilha de calor urbana é uma área urbana ou metropolitana significativamente mais quente do que as áreas rurais circundantes devido à atividade humana. A diferença de temperatura é geralmente maior à noite do que durante o dia e é mais perceptível quando os ventos são fracos. A ICU é particularmente perceptível no verão e no inverno. A principal causa do efeito UHI é a mudança na superfície terrestre. Um estudo demonstrou que as ilhas de calor podem ser influenciadas pela proximidade de diferentes tipos de cobertura do solo, de tal forma que a proximidade de terrenos áridos provoca o aquecimento do solo urbano, enquanto a proximidade da vegetação o torna mais fresco. O calor residual gerado pelo uso de energia é outro fator. À medida que um centro populacional cresce, a sua área aumenta e a temperatura média aumenta. O termo ilha de calor também é utilizado; pode ser usado para qualquer área relativamente mais quente que a área circundante, mas geralmente se refere a áreas perturbadas por humanos.

A precipitação mensal é maior no sotavento das cidades, em parte devido ao IHU. O aumento do calor nos centros urbanos prolonga as estações de cultivo e reduz a ocorrência de tornados fracos. O IHU piora a qualidade do ar ao aumentar a produção de poluentes como o ozono, e piora a qualidade da água à medida que a água mais quente flui para os rios da região e sobrecarrega os seus ecossistemas.

Nem todas as cidades têm uma ilha de calor urbana pronunciada e as características da ilha de calor dependem fortemente do clima de fundo da área em que a cidade está localizada. O efeito da ilha de calor urbana pode ser reduzido por telhados verdes, arrefecimento radiativo diurno passivo e utilização de superfícies de cores claras em áreas urbanas que reflectem mais luz solar e absorvem menos calor. A urbanização exacerbou os impactos das mudanças climáticas nas cidades.

O fenômeno foi examinado e descrito por Luke Howard pela primeira vez na década de 1810, embora ele não tenha sido quem nomeou o fenômeno. A pesquisa da atmosfera urbana continuou no século XIX. Entre as décadas de 1920 e 1940, pesquisadores da Europa, México, Índia, Japão, Japão e Estados Unidos estavam procurando novos métodos para entender o fenômeno na área emergente de climatologia local ou meteorologia em microescala. Em 1929, Albert Peppler usou o termo "Staedtische Waerminsel", que é o primeiro exemplo a ser usado para um Waerminsel de Staedtische. Entre 1990 e 2000, cerca de 30 estudos foram publicados anualmente; Esse número subiu para 100 até 2010 e, em 2015, já havia mais de 300.

Existem várias causas para uma ilha de calor urbana. As superfícies escuras absorvem significativamente mais radiação solar, o que faz com que as ruas e os edifícios nas áreas urbanas aqueçam mais durante o dia do que nas áreas suburbanas e rurais. Os materiais habitualmente utilizados para pavimentos e telhados em zonas urbanas, como o betão e o asfalto, têm propriedades de volume térmico (incluindo capacidade térmica e condutividade térmica) e propriedades radiativas de superfície (albedo e emissividade) significativamente diferentes das das zonas rurais circundantes. Isto altera o balanço energético da área urbana, resultando muitas vezes em temperaturas mais elevadas do que nas áreas rurais circundantes]. Outra razão importante é a falta de evapotranspiração (por exemplo, devido à falta de vegetação) nas áreas urbanas. O Serviço Florestal dos EUA descobriu em 2018 que as cidades dos Estados Unidos perdiam 36 milhões de árvores todos os anos. À medida que a vegetação diminui, as cidades também perdem a sombra e o efeito refrescante das árvores através da evaporação.

Outras causas de um UHI são devidas a efeitos geométricos. Os altos edifícios em muitas áreas urbanas oferecem várias superfícies para reflexão e absorção da luz solar, o que aumenta a eficiência do aquecimento das áreas urbanas. Isso é referido como o "efeito urbano do Canyon". Outro impacto dos edifícios é o bloqueio do vento, que também impede o resfriamento por convecção e a derivação dos poluentes. O calor residual de carros, sistemas de ar condicionado, indústria e outras fontes também contribuem para o efeito UHI. O UHI também pode aumentar um alto grau de poluição nas áreas urbanas, uma vez que muitas formas de poluição mudam as propriedades de radiação da atmosfera. O UHI não apenas aumenta as temperaturas nas cidades, mas também a concentração de ozônio, uma vez que o ozônio é um gás de efeito estufa, cuja formação acelera com o aumento da temperatura.

Na maioria das cidades, a diferença de temperatura entre as áreas urbanas e as áreas rurais circundantes é maior à noite. Embora a diferença de temperatura seja significativa durante todo o ano, geralmente é maior no inverno. A diferença típica de temperatura entre o centro da cidade e os campos circundantes é de vários graus. A diferença de temperatura entre o centro de uma cidade e os subúrbios circundantes é por vezes mencionada em boletins meteorológicos, por ex. B. 20 °C no centro da cidade, 18 °C nos subúrbios. A temperatura média anual do ar de uma cidade com uma população de 1 milhão ou mais pode ser 1,0-3,0 °C mais quente do que a área circundante. À noite a diferença pode chegar a 12 °C.

O ICU pode ser definido como a diferença de temperatura do ar (Canopy UHI) ou a diferença de temperatura da superfície (Surface UHI) entre as áreas urbanas e rurais. Ambos têm variabilidade diurna e sazonal ligeiramente diferente e causas diferentes.

O IPCC descobriu que “sabe-se que as ilhas de calor urbano aumentam as temperaturas noturnas mais do que as temperaturas diárias em comparação com as áreas não urbanas. Em Barcelona, ​​Espanha, por exemplo, as temperaturas máximas diárias são mais frias em 0,2 ° C e as temperaturas mínimas em torno de 2,9 ° C são mais quentes do que em uma estação rural próxima. Em uma descrição do primeiro relatório da UHI de Luke Howard, do final da década de 1810, diz que o centro da cidade de Londres é mais quente à noite em 2,1 ° C do que a área circundante. Embora a temperatura mais quente do ar dentro do UHI seja geralmente sentida à noite, as ilhas urbanas de calor têm um comportamento diário significativo e um tanto paradoxal. A diferença de temperatura do ar entre o UHI e a área circundante é grande à noite e pequena durante o dia. O oposto se aplica às temperaturas da pele da paisagem urbana dentro do UHI.

Durante o dia, especialmente quando o céu está limpo, as superfícies urbanas aquecem ao absorver a radiação solar. As superfícies nas áreas urbanas tendem a aquecer mais rapidamente do que as das áreas rurais circundantes. Devido à sua elevada capacidade térmica, as superfícies urbanas funcionam como um enorme reservatório de energia térmica. Por exemplo, o concreto pode armazenar cerca de 2.000 vezes mais calor que um volume equivalente de ar. Portanto, a alta temperatura diurna da superfície dentro da UHI pode ser facilmente detectada por sensoriamento remoto térmico. Tal como acontece frequentemente com o aquecimento diurno, este aquecimento também resulta em ventos convectivos dentro da camada limite urbana. Sugere-se que, devido à mistura atmosférica resultante, a perturbação da temperatura do ar dentro da UHI é geralmente mínima ou inexistente durante o dia, embora as temperaturas superficiais possam atingir valores extremamente elevados.

À noite a situação se inverte. A ausência de aquecimento solar leva à diminuição da convecção atmosférica e à estabilização da camada limite urbana. Se a estabilização for suficiente, forma-se uma camada de inversão. Isto retém o ar urbano perto da superfície e mantém o ar da superfície quente das áreas urbanas ainda quentes, resultando em temperaturas noturnas mais quentes do ar dentro da UHI. Além das propriedades de retenção de calor das áreas urbanas, o máximo noturno em desfiladeiros urbanos também pode ser devido ao fato de que a visão do céu é bloqueada durante o resfriamento: as superfícies perdem calor à noite principalmente através da radiação para o céu comparativamente frio, e isso é absorvido pelas construções de uma área urbana bloqueada. O arrefecimento radiativo é mais dominante quando a velocidade do vento é baixa e o céu está limpo e, de facto, nestas condições o ICU é maior à noite.

O Painel Intergovernamental de Mudança Climática (IPCC) - O Comitê Intergovernamental de Mudanças Climáticas é um comitê intergovernamental das Nações Unidas responsáveis ​​pelo desenvolvimento adicional do conhecimento sobre as mudanças climáticas causadas pelos seres humanos. Foi fundada em 1988 pela Organização Mundial de Meteorologia (WMO) e pelo Programa Ambiental das Nações Unidas (PNUMA) e posteriormente aprovada pela Assembléia Geral das Nações Unidas. Ele está sediado em Genebra, na Suíça, e consiste em 195 estados membros. O IPCC é dirigido por seus estados membros, que escolhem um conselho de administração de cientistas que atuam durante um ciclo de avaliação (geralmente de seis a sete anos). O IPCC é suportado por um secretariado e várias "unidades de suporte técnico" de grupos de trabalho especializados e forças -tarefa.

O IPCC fornece informações científicas objetivas e abrangentes sobre as mudanças climáticas causadas por seres humanos, incluindo efeitos e riscos naturais, políticos e econômicos, além de possíveis opções de reação. O IPCC não realiza sua própria pesquisa e não observa as mudanças climáticas, mas faz uma revisão sistemática regular de toda a literatura publicada relevante. Milhares de cientistas e outros especialistas contatam voluntariamente os dados e reuniram os resultados mais importantes em "relatórios de avaliação" para os fabricantes de decisão política e o público.

O IPCC é uma autoridade reconhecida internacionalmente em matéria de alterações climáticas e o seu trabalho é amplamente apoiado pelos principais cientistas e governos do clima. Os seus relatórios desempenham um papel fundamental na Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Alterações Climáticas (UNFCCC), com o Quinto Relatório de Avaliação a influenciar significativamente o histórico Acordo de Paris de 2015. O IPCC partilhou o Prémio Nobel da Paz com Al Gore em 2007 pela sua contribuição para a compreensão das alterações climáticas.

Em 2015, o IPCC iniciou seu sexto ciclo de avaliação, que deve ser concluído em 2023. Em agosto de 2021, o IPCC publicou sua contribuição do Grupo de Trabalho I para o sexto relatório de status (IPCC AR6) sobre os fundamentos físicos das mudanças climáticas, que o jornal que o guardião descreveu como o aviso mais nítido "do grande mundo inevitável e irreversível mudanças", um tópico que foi assumido por muitos jornais mundiais. Em 28 de fevereiro de 2022, o IPCC publicou seu relatório do Working Group II sobre efeitos e adaptação. A contribuição do Grupo de Trabalho III sobre o tema de "enfraquecendo as mudanças climáticas" no sexto relatório de status foi publicado em 4 de abril de 2022. O sexto relatório de status deve ser concluído em março de 2023 com um relatório de síntese.

Durante o período do Sexto Relatório de Avaliação, o IPCC publicou três relatórios especiais: o Relatório Especial sobre o Aquecimento Global de 1,5°C em 2018, bem como o Relatório Especial sobre Alterações Climáticas e Solos (SRCCL) e o Relatório Especial sobre Oceanos e Criosfera em um Clima em Mudança (SROCC), ambos em 2019. Também atualizou seus métodos em 2019. Portanto, o sexto ciclo de avaliação foi descrito como o mais ambicioso da história do IPCC.

A diferença de temperatura da ilha de calor urbana não é apenas maior à noite do que durante o dia, mas também maior no inverno do que no verão. Isto é especialmente verdadeiro em zonas nevadas, uma vez que as cidades tendem a reter neve durante um período de tempo mais curto do que as zonas rurais circundantes (isto deve-se à maior capacidade de isolamento das cidades, bem como às actividades humanas, como a aragem). Isto reduz o albedo (medida do brilho de um corpo) da cidade e aumenta o efeito de aquecimento. As velocidades mais elevadas do vento nas zonas rurais, especialmente no Inverno, também podem contribuir para zonas mais frias do que as zonas urbanas. Em regiões com estações chuvosas e secas distintas, o efeito ilha de calor urbano é maior na estação seca. A constante de tempo térmico do solo úmido é muito maior que a do solo seco. Consequentemente, os solos rurais húmidos arrefecem mais lentamente do que os solos rurais secos, ajudando a minimizar a diferença de temperatura nocturna entre as áreas urbanas e rurais.

Se uma cidade ou município possuir um bom sistema de observação meteorológica, o IHU pode ser medido diretamente. Uma alternativa é utilizar uma simulação complexa da localização para calcular o ICU ou utilizar um método de aproximação empírica. Tais modelos permitem incorporar o ICU nas estimativas de futuros aumentos de temperatura nas cidades como resultado das alterações climáticas.

Leonard O. Myrup publicou o primeiro tratamento numérico abrangente para prever os efeitos da ilha de calor urbana (UHI) em 1969. Em seu trabalho ele dá uma visão geral do IHU e critica as teorias que existiam na época por serem muito qualitativas. Um modelo numérico geral de orçamento energético é descrito e aplicado à atmosfera urbana. São apresentados cálculos para vários casos especiais, bem como uma análise de sensibilidade. O modelo prevê a magnitude correta do excesso de temperatura urbana. O efeito ilha de calor é o resultado líquido de vários processos físicos concorrentes. Em geral, a evaporação reduzida no centro da cidade e as propriedades térmicas dos edifícios urbanos e dos materiais dos pavimentos são os parâmetros dominantes. Sugere-se que tal modelo possa ser utilizado em cálculos de engenharia para melhorar o clima das cidades existentes e futuras.

Asfalto +
estacionamento asfáltico e geração de energia solar
= expansão e adensamento da funcionalidade
= medida contra ilhas de calor urbanas

O asfalto tornou-se cada vez mais popular para cobrir cidades nos últimos anos. Isso se deve ao fato do asfalto ser uma superfície muito durável e barata. Contudo, o asfalto também apresenta algumas desvantagens, especialmente quando utilizado em grandes quantidades em áreas urbanas.

Uma das maiores desvantagens do asfalto é que ele aquece muito o ambiente. Isto é um problema porque já faz muito calor nas cidades nos meses de verão e as temperaturas sobem ainda mais devido às muitas superfícies de asfalto. Isso faz com que os moradores da cidade sofram muito com o calor e podem até gerar problemas de saúde.

Portanto o superaquecimento das cidades é um grande problema causado pelo uso do asfalto. Existem várias opções para neutralizar este problema. Uma possibilidade é criar mais espaços verdes nas cidades, pois as árvores e plantas podem absorver o calor. O uso de garagens solares ou sistemas de estacionamento solares também pode ajudar a reduzir o calor nas cidades. Esses sistemas são equipados com módulos fotovoltaicos que utilizam energia solar para gerar energia elétrica. Ao mesmo tempo, proporcionam sombra e assim reduzem o aquecimento da área envolvente.

Carports solares e sistemas de estacionamento solares são uma boa maneira de reduzir o superaquecimento nas cidades. Não só são sustentáveis ​​porque não queimam combustíveis fósseis e, portanto, não produzem emissões de CO2, mas também ajudam a tornar a temperatura nas cidades mais confortável.

Um estudo de 'De Lorean Power' da Suíça mostrou que o comportamento de estacionamento dos funcionários idealmente corresponde à quantidade de energia solar gerada. Os quilômetros diários do veículo elétrico podem ser cobertos em praticamente qualquer clima e o excesso pode ser alimentado na rede. A geração anual de energia solar no estacionamento corresponde à exigência de energia do veículo. Os espaços de estacionamento solar de todas as áreas de infraestrutura têm o maior potencial de geração de eletricidade. Cerca de 2 vagas de estacionamento estão disponíveis na Suíça. Nas regiões disponíveis, ele pode gerar mais de 10 horas terawatt de energia solar por ano (15 % do consumo atual de energia). "É surpreendente como poucas plantas piloto existem", disse os autores do estudo. Além disso, esse teto protege o carro do clima e reduz o calor do carro no verão.

De acordo com uma avaliação do Serviço Federal de Estatística (FSO), a Suíça tem pelo menos 5 milhões de vagas de estacionamento acima do solo (6.400 hectares) com cerca de 4,7 milhões de carros registrados. Essas áreas de estacionamento foram registradas por meio de um processo digital que reconhece apenas áreas adjacentes maiores e não vagas de estacionamento individuais. Os especialistas em trânsito esperam, portanto, 8 a 10 milhões de vagas de estacionamento. Isso é cerca de 2 por carro.

De acordo com o outro estudo “Geração de energia solar para instalações de infraestrutura e áreas de conversão”, as áreas de estacionamento acima do solo ou aberto têm o maior potencial fotovoltaico de todas as áreas de infraestrutura. Essas áreas podem oferecer até 10 horas de terawatt (TWH) PV por ano. Isso significa que toda a produção de eletricidade na Suíça é de 65,5 twh.

A área média de estacionamento é de 12,5 metros quadrados (2,5 metros x 5 metros). Esta é também a área que um telhado solar deve ter. O rendimento energético de um sistema fotovoltaico depende de muitos fatores, incluindo radiação solar, eficiência dos componentes e orientação do módulo. Em Thurgau, com 1 kW de potência fotovoltaica instalada, podem ser gerados cerca de 1.000 kWh de eletricidade por ano (1.000 kWh por 1 kWp).

Dependendo dos módulos fotovoltaicos utilizados, 1 kWp requer uma capacidade instalada de 4 a 8 metros quadrados. Neste estudo são calculados 5 m2 por kWp. Isto significa que pode ser instalado um lugar de estacionamento de 12,5 m2 com potência de 2,5 kWp, que gera 2.500 kWh de energia solar por ano. O consumo médio das famílias suíças é de cerca de 4.500 kWh/ano (excluindo aquecimento, ventilação e veículos elétricos).

A estrutura modular de um sistema de garagem é vantajosa e permite adaptar a cobertura a quase todos os lugares de estacionamento, garantindo assim uma boa utilização contínua do lugar de estacionamento e garantindo a capacidade de expansão.

Usando módulos bifaciais, a garagem pode ficar transparente. Isto é visualmente muito interessante e leva a rendimentos solares mais elevados, uma vez que os módulos fotovoltaicos correspondentes também podem utilizar a luz vinda de baixo e, assim, proporcionar um rendimento adicional de 10-20%. A tecnologia bifacial atualmente não é muito utilizada porque não é necessariamente rentável devido aos preços mais elevados dos módulos. No entanto, presume-se que esta tecnologia se estabelecerá nos próximos anos.

No nosso sistema de garagem solar modular e escalável 4+2+, onde são utilizados módulos parcialmente transparentes e bifaciais, estes pontos aplicam-se e são agora também uma alternativa de preço :

Variantes de coberturas solares específicas para veículos – Imagem: Xpert.Digital

Mais sobre isso aqui:

• Números, dados, fatos: garagem solar, garagem com telhado solar, variantes de cobertura em comparação e modelo de estacionamento com produção de eletricidade

Ilimitado: Sistema de garagem solar modular e escalonável para carros e caminhões

Ilimitado: Sistema de garagem solar modular e escalonável para carros e caminhões

Dados técnicos: Sistema de garagem solar modular e escalável para carros e caminhões

Dados técnicos: Sistema de garagem solar modular e escalável para carros e caminhões

Vantagens em resumo:

• Design flexível e modular (escalável)
• Altura livre para carros a partir de 2,66 m (expansível até 4,5 m ou mais para caminhões)
• Profundidade do espaço de estacionamento para automóveis até 6,1 m, oposto possível até 12,5 m.
  A profundidade depende das dimensões dos módulos solares utilizados.
• O sistema de garagem solar foi projetado de maneira ideal para módulos solares parcialmente transparentes.
  Transmissão de luz de 12% / 40% (!) - Com aprovação certificada para instalação suspensa
• Opcionalmente com iluminação LED potente, regulável e com controlo de movimento
• Também pode ser utilizado para estacionamentos com posicionamento inclinado
• Sem custos ocultos em relação às fundações
  Utilização de fundações pontuais (variante mais barata, sem escavação complexa do terreno para lajes de betão, etc. necessária para estática) ou instalação com lajes de piso, dependendo das condições existentes do terreno/asfaltamento

Outras fontes:

• Fator de custo de fundação terrestre para carports solares
• Carports solares onde não existe mais um padrão - a solução ideal para todos os desafios com cobertura solar para vagas de estacionamento abertas
• Sistemas solares de garagem: Qual é a opção melhor e/ou mais barata?
• A estratégia de garagem solar para vagas de estacionamento abertas
• O sistema modular de garagem solar para todas as aplicações e casos

Sistema de garagem solar para caminhão

Devido ao facto de a tecnologia de colunas 4+2+ ser a solução mais flexível (tanto tecnicamente como em termos de preço) para um sistema de cobertura de lugares de estacionamento, também pode ser facilmente expandida e utilizada para veículos maiores, como camiões, com modificações apropriadas. .

As colônias de formigas em ilhas de calor urbanas aumentaram a tolerância ao calor sem comprometer a tolerância ao frio.

As espécies que conseguem colonizar bem podem tirar partido das condições criadas pelas ilhas de calor urbanas para prosperar em regiões fora da sua distribuição normal. Exemplos disso são a raposa voadora de cabeça grisalha (Pteropus poliocephalus) e a lagartixa doméstica (Hemidactylus frenatus). Raposas voadoras de cabeça cinzenta, encontradas em Melbourne, Austrália, colonizaram habitats urbanos depois que as temperaturas aumentaram. Devido ao aumento da temperatura e aos invernos mais quentes resultantes, o clima na cidade é mais semelhante ao habitat norte da espécie na natureza.

As tentativas de conter e gerir as ilhas de calor urbanas reduzem as flutuações de temperatura e a disponibilidade de alimentos e água. Em climas temperados, as ilhas de calor urbanas prolongam a estação de crescimento e, assim, alteram as estratégias reprodutivas das espécies que ali vivem. Isto é melhor observado no impacto que as ilhas de calor urbanas têm nas temperaturas da água. Como a temperatura dos edifícios próximos às vezes varia em mais de 80°F (28°C) em relação à temperatura do ar na superfície, a precipitação aquece rapidamente, fazendo com que o escoamento para riachos, lagos e rios próximos (ou outros corpos de água) crie calor excessivo. carrega chumbo. O aumento da poluição térmica tem o potencial de aumentar a temperatura da água em 11 a 17 °C (20 a 30 °F). Este aumento faz com que as espécies de peixes que vivem nos corpos d'água sofram estresse e choque térmico devido à rápida mudança de temperatura em seu habitat.

As ilhas de calor urbanas causadas pelas cidades alteraram o processo de seleção natural. As pressões de seleção, como a variação temporal nos alimentos, nos predadores e na água, são relaxadas, permitindo que um novo conjunto de forças seletivas entre em ação. Por exemplo, existem mais insectos em habitats urbanos do que em áreas rurais. Os insetos são ectotérmicos. Isso significa que eles dependem da temperatura ambiente para regular a temperatura corporal, tornando o clima mais quente da cidade ideal para seu desenvolvimento. Um estudo de Parthenolecanium quercifex (insetos de escama de carvalho) realizado em Raleigh, Carolina do Norte, mostrou que esta espécie em particular prefere climas mais quentes e, portanto, é encontrada em maior número em habitats urbanos do que em carvalhos em áreas rurais. Ao longo do tempo passados ​​em habitats urbanos, adaptaram-se para prosperar em climas mais quentes do que em climas mais frios.

A ocorrência de espécies não nativas depende fortemente das atividades humanas. Exemplo disso são as populações de andorinhas que nidificam sob beirais de edifícios em habitats urbanos. Eles aproveitam o abrigo que os humanos lhes proporcionam nas partes superiores das casas, fazendo com que suas populações aumentem devido à proteção adicional e à redução do número de predadores.

Além dos impactos na temperatura, a UHI pode ter impactos secundários na meteorologia local, incluindo a alteração dos padrões de vento locais, o desenvolvimento de nuvens e neblina, a umidade e a quantidade de chuva. O calor adicional criado pelo UHI resultará em um movimento ascendente mais forte, o que pode desencadear chuvas adicionais e atividades de trovoadas. Além disso, o UHI cria uma área local de baixa pressão durante o dia, na qual o ar relativamente úmido do ambiente rural flui junto, o que pode levar a condições mais favoráveis ​​para a formação de nuvens. A precipitação no sotavento das cidades aumentou de 48% para 116%. Em parte como resultado deste aquecimento, a precipitação mensal é cerca de 28% maior dentro de 20 milhas (32 km) a 40 milhas (64 km) a favor do vento das cidades do que contra o vento. Em algumas cidades, a precipitação total aumentou 51%.

Pesquisas foram conduzidas em algumas áreas que sugerem que as áreas metropolitanas são menos propensas a tornados fracos devido à mistura turbulenta causada pelo calor da ilha de calor urbana. Utilizando imagens de satélite, os investigadores descobriram que os climas urbanos têm um impacto notável nas estações de cultivo até 10 quilómetros (6,2 milhas) dos limites da cidade. Em 70 cidades do leste da América do Norte, a estação de cultivo foi cerca de 15 dias mais longa nas áreas urbanas do que nas áreas rurais fora da influência de uma cidade.

Uma investigação na China descobriu que o efeito ilha de calor urbano contribui para um aquecimento do clima em cerca de 30%. Por outro lado, uma comparação de 1999 entre áreas urbanas e rurais sugeriu que o efeito ilha de calor urbana tem pouca influência na evolução da temperatura média global. Um estudo concluiu que as cidades estão a alterar o clima numa área 2 a 4 vezes maior do que a sua própria área. Outro diz que as ilhas de calor urbanas influenciam o clima global ao influenciar a corrente de jato. Vários estudos demonstraram que os impactos das ilhas de calor tornar-se-ão mais graves à medida que as alterações climáticas avançam.

A UHI pode ter um impacto direto na saúde e no bem-estar dos residentes da cidade. Só nos Estados Unidos, uma média de 1.000 pessoas morrem todos os anos em consequência do calor extremo. Como as UHI são caracterizadas por temperaturas elevadas, podem aumentar potencialmente a magnitude e a duração das ondas de calor nas cidades. A investigação demonstrou que as taxas de mortalidade durante uma onda de calor aumentam exponencialmente com a temperatura máxima, um efeito que é exacerbado pela ICU. O número de pessoas expostas a temperaturas extremas aumenta pelo aquecimento relacionado com a ICU. O efeito nocturno da ICU pode ser particularmente prejudicial durante uma onda de calor, privando os habitantes das cidades do arrefecimento nocturno nas zonas rurais.

Pesquisas nos Estados Unidos sugerem que a ligação entre temperaturas extremas e mortalidade varia de acordo com o local. O calor aumenta mais o risco de morte nas cidades do norte do país do que nas regiões do sul do país. Por exemplo, se prevalecerem temperaturas de verão invulgarmente quentes em Chicago, Denver ou Nova Iorque, pode ser esperado um aumento do número de doenças e mortes. Em contraste, partes do país onde as temperaturas são amenas a quentes durante todo o ano apresentam um risco menor para a saúde pública devido ao calor excessivo. A investigação mostra que os residentes de cidades do sul como Miami, Tampa, Los Angeles e Phoenix estão mais habituados a condições climatéricas quentes e, portanto, menos susceptíveis a mortes relacionadas com o calor. Globalmente, porém, a cada década que passa, as pessoas nos Estados Unidos parecem estar a habituar-se às temperaturas mais quentes mais a norte, embora isso possa dever-se a melhores infra-estruturas, edifícios mais modernos e maior sensibilização do público.

Foi relatado que temperaturas mais altas podem levar a insolação, criação de calor, lynops de calor e cólicas de calor. Em alguns estudos, também foi examinado como um pesado insolação pode levar a danos permanentes aos sistemas orgânicos. Esse dano pode aumentar o risco de mortalidade precoce, pois eles podem levar a um comprometimento grave das funções do órgão. Complicações adicionais de um abate de calor são a síndrome da respiração em adultos e a coagulação intravascular disseminada. Alguns pesquisadores descobriram que todo comprometimento da capacidade do corpo humano de teoricamente aumenta a termossegulação aumenta o risco de morte. Isso inclui doenças que podem afetar a mobilidade, a conscientização ou o comportamento de uma pessoa. Os pesquisadores descobriram que pessoas com problemas cognitivos (por exemplo, depressão, demência, doença de Parkinson) estão mais em risco em altas temperaturas e precisam ser particularmente cuidadosas ”, uma vez que o desempenho cognitivo é demonstrável prejudicado. Pessoas com diabetes, obesidade, falta de sono ou doenças cardiovasculares/cerebrovasculares devem evitar calor excessivo. Alguns medicamentos comuns que afetam a termorregulação também podem aumentar o risco de morte. Isso inclui, por exemplo, anticolinérgicos, diuréticos, fenotiazina e barbitúricos. O calor pode afetar não apenas a saúde, mas também o comportamento. Um estudo nos EUA sugere que o calor pode tornar as pessoas mais irritadas e agressivas e descobre que o número de crimes violentos aumenta em 4,58 em 100.000 em cada grau.

Um pesquisador descobriu que a alta intensidade de UHI se correlaciona com o aumento dos níveis de poluentes atmosféricos que se acumulam durante a noite e podem afetar a qualidade do ar do dia seguinte. Esses poluentes incluem compostos orgânicos voláteis, monóxido de carbono, óxidos de nitrogênio e partículas. A produção desses poluentes combinada com as temperaturas mais elevadas nas UHIs pode acelerar a formação de ozônio. O ozônio de superfície é considerado um poluente prejudicial. Estudos sugerem que temperaturas mais elevadas nas UHI podem aumentar o número de dias poluídos, mas também indicam que outros factores (por exemplo, pressão atmosférica, cobertura de nuvens, velocidade do vento) também podem ter impacto na poluição. Estudos realizados em Hong Kong descobriram que bairros com menor ventilação do ar exterior urbano tendem a sofrer maiores impactos de ilhas de calor urbanas e têm uma mortalidade por todas as causas significativamente mais elevada em comparação com áreas com melhor ventilação.

Os Centros de Controle e Prevenção de Doenças acham que “é difícil criar previsões válidas sobre doenças e mortes relacionadas ao calor em diferentes cenários de mudança climática” e que “as mortes relacionadas ao calor são evitáveis, como o declínio nos programas gerais de mortalidade durante os eventos de calor nos últimos 35 anos”. No entanto, alguns estudos indicam que os efeitos da UHI podem ser desproporcionais, pois os efeitos podem ser distribuídos de forma desigual, dependendo da idade, etnia e status socioeconômico. Isso aumenta a possibilidade de que os efeitos da saúde da UHI sejam uma questão da justiça ambiental.