熱島效應(yīng)

熱島效應(yīng)（effect of heat island)是城市氣候的主要特征之一。由于城市中輻射狀況的改變，工業(yè)余熱和生活余熱的存在，蒸發(fā)耗熱的減少而形成的城市市區(qū)溫度高于郊區(qū)溫度的一種小氣候現(xiàn)象。據(jù)世界上20多個(gè)城市的統(tǒng)計(jì)，城市的年平均溫度比郊區(qū)高0．3—1．8℃，而且這種差別同緯度幾乎無(wú)關(guān)。我國(guó)北京、南京、杭州、貴陽(yáng)等城市的市內(nèi)溫度比郊區(qū)高0．4－0．7℃。城市熱島效應(yīng)通常是夏季比冬季明顯，但在中高緯度城市的冬季，因人工取暖的人為熱大大增加，熱島效應(yīng)反而在冬季較為明顯。一天中，以晴朗無(wú)風(fēng)的夏季傍晚熱島效應(yīng)最為明顯，這時(shí)市區(qū)和郊區(qū)的溫差可達(dá)1．5－2．0℃，世界上最高記錄為11℃。市區(qū)內(nèi)的最高溫度和最低溫度都高于郊區(qū)，無(wú)霜期通常要比郊區(qū)長(zhǎng)1—2個(gè)月。

由于城市下墊面的特殊性質(zhì)，城市人類(lèi)活動(dòng)釋放大量的二氧化碳等溫室氣體，加上人為熱源的影響，使城市氣溫明顯高于郊區(qū)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為城市熱島效應(yīng)。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者的研究表明，城市熱島強(qiáng)度夜間大于白天，日落以后城郊溫差迅速增大，日出以后明顯減小。
城市熱島效應(yīng)不僅在近地面氣溫中有反映，而且對(duì)城市的邊界層大氣環(huán)流產(chǎn)生影響。由于城市熱島效應(yīng)，市區(qū)中心空氣受熱不斷上升，四周郊區(qū)相對(duì)較冷的空氣向城區(qū)輻合補(bǔ)充，熱島中心上升的空氣到一定高度又向四周郊區(qū)輻散下沉，形成一種局地的熱島環(huán)流（見(jiàn)圖）。這種環(huán)流在晴朗少云，背景風(fēng)場(chǎng)極其微弱的靜穩(wěn)天氣條件下最為明顯。雖然城市熱島效應(yīng)夜間強(qiáng)于白天，但由于夜間郊區(qū)大氣層結(jié)穩(wěn)定，有時(shí)還存在逆溫層，因此夜間的上升氣流層不強(qiáng)；而白天郊區(qū)大氣層結(jié)本身不穩(wěn)定，流入城市后上升速度快，所以城市熱島環(huán)流白天要比夜間強(qiáng)，而且夜間的郊區(qū)風(fēng)還具有陣性。

對(duì)過(guò)去50年的中國(guó)年平均氣溫?cái)?shù)據(jù)研究表明，城市熱島效應(yīng)的影響主要包括年平均氣溫升高、年際間溫差減小和氣候趨勢(shì)改變?nèi)齻€(gè)方面。宋艷玲等利用北京市近40年氣候資料研究分析北京市市區(qū)與郊區(qū)平均氣溫日、季、年際和年代變化特征，發(fā)現(xiàn)40年中以1995年11月24日市區(qū)與郊區(qū)日平均氣溫溫差最大，達(dá)4.6℃；季節(jié)變化中，市區(qū)與郊區(qū)溫差以冬季最大，為1.11℃，春季最小，僅為0.26℃；年際變化1961—1977年期間市區(qū)與郊區(qū)溫差較小，而1978—2000年市區(qū)與郊區(qū)溫差已增大到0.62℃，熱島效應(yīng)明顯增強(qiáng)；年代際變化中，市區(qū)與郊區(qū)溫差以20世紀(jì)60年代最小，僅為0.13℃，20世紀(jì)90年代增大到078℃。張光智等分析了北京及市郊地區(qū)共16個(gè)標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家氣候站的1961—2000年40年溫度資料，發(fā)現(xiàn)北京城區(qū)與郊區(qū)溫度是同位相升降，且郊區(qū)溫度一直低于城區(qū)。其溫差維持并同位相振蕩，溫度逐年升高，城區(qū)與郊區(qū)溫差逐年增大，表明北京熱島效應(yīng)一直穩(wěn)定存在，而且北京的熱島效應(yīng)在隨時(shí)間加劇。我國(guó)的許多城市都具有這一特點(diǎn)。

城市熱島效應(yīng)是城市氣候中最明顯的特征之一。1818年英國(guó)的霍華德（Howard）首先發(fā)現(xiàn)倫敦城市和郊區(qū)的氣溫溫差現(xiàn)象，并將此發(fā)現(xiàn)公布于《倫敦氣象》雜志。1820年又在《倫敦的氣候》一書(shū)中把這種現(xiàn)象稱(chēng)為“Urban Heat Island”（UHI）和“Hot Island Effect”，即“城市熱島”和“熱島效應(yīng)”。以后世界許多氣象學(xué)者對(duì)城市氣候變化特征的研究都相繼發(fā)現(xiàn)了城市地區(qū)氣溫比以外地區(qū)高的現(xiàn)象。根據(jù)著名城市氣象學(xué)家Oke的研究，可以在城市冠層（Urban Canopy Layer，UCL）和城市邊界層（Urban Boundary Layer，UBL）以及城市地表（Urban Surface）上定義大氣熱島。UCL指城市大氣從地表向上延伸至建筑物平均高度處，而UBL就是位于UCL之上并始終受到城市地表影響的那一層。UCL城市熱島主要由在標(biāo)準(zhǔn)氣象高度（Screen\|level）上的傳感器或綁定在交通工具上的傳感器測(cè)量所得。UBL城市熱島是由更專(zhuān)業(yè)的傳感器平臺(tái)，例如高塔、聲雷達(dá)、探空氣球等設(shè)備測(cè)量所得。由熱紅外遙感觀測(cè)到的城市熱島稱(chēng)為地表城市熱島（SUHI，Surface Urban Heat Island），在SUHI有效輻射源區(qū)看到的地表依賴(lài)于傳感器的幾何視場(chǎng)和地表結(jié)構(gòu)。由于城市地表的三維結(jié)構(gòu)，可能無(wú)法看到完全城市地表中很重要的部分。與空氣溫度熱島的直接現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量相比，熱紅外遙感所得的地表城市熱島是間接的測(cè)量，需要考慮大氣的影響以及包括在傳感器波長(zhǎng)范圍內(nèi)影響輻射發(fā)射和反射的地表輻射特性。

熱島效應(yīng)是城市系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的綜合反映，是在城市化的人為因素和局地氣象條件共同作用下形成的，形成城市熱島主要有以下原因：

（1）城市下墊面
在城市化過(guò)程中下墊面性質(zhì)的改變最為突出。道路、廣場(chǎng)、建筑物等城市下墊面都是由砂石、瀝青、鋼筋混凝土、人為燒制的磚瓦和金屬構(gòu)件等組成。涂有瀝青和各種涂料的墻壁、屋頂、蓋著燒制陶片的樓房、瀝青路面、覆蓋石材的貼面和包著玻璃幕墻的建筑物等，具有導(dǎo)熱率高、吸收能力強(qiáng)和熱容量大的特點(diǎn)。研究表明城市下墊面反射率比郊區(qū)小10％～15％，而吸收率卻較綠地和濕地大，使得城市地表能夠吸收較多的太陽(yáng)短波輻射和紅外長(zhǎng)波輻射，從而具有較大的熱容量和熱慣量，表現(xiàn)出與巖石相類(lèi)似的熱特性，使得城市對(duì)溫度的調(diào)節(jié)能力降低，稱(chēng)為“城市建筑物巖石裸露化”現(xiàn)象。

（2）蒸散
由于城市下墊面材料的密度和覆蓋面積大，使不透水性得以增強(qiáng)，直接導(dǎo)致降水能通過(guò)排水設(shè)施快速流失，減少了水分蒸發(fā)散熱，這也是城市熱島效應(yīng)加強(qiáng)的原因之一。
水體是地球生態(tài)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境起調(diào)溫作用的巨大熱容器，通過(guò)蒸發(fā)、傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射等過(guò)程，使水體具有多種熱平衡和熱交換能力，能將獲得的熱量以水蒸汽形式進(jìn)入大氣環(huán)流的熱交換過(guò)程，使水分在全球熱量交換和溫度調(diào)節(jié)過(guò)程中起到?jīng)Q定性作用。組成城市下墊面的材料對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收較強(qiáng)，熱慣量也比自然植被大，雖然與水的熱慣量相差不大，卻無(wú)法像水體那樣通過(guò)蒸發(fā)及各種傳熱過(guò)程來(lái)阻止下墊面溫度的快速升高。

（3）街谷效應(yīng)
城市街道具有類(lèi)似峽谷的地形特征，太陽(yáng)輻射的多次反射與散射使得短波輻射更容易被吸收，多層次的幾何結(jié)構(gòu)還有利于日出或日落等太陽(yáng)高度角較低時(shí)段的太陽(yáng)輻射易被吸收。峽谷結(jié)構(gòu)可降低城市的整體反射率，這與地表材料單獨(dú)的反射率無(wú)關(guān)。天空視場(chǎng)角的減小也減少了城市的長(zhǎng)波輻射散熱。多層次的地表結(jié)構(gòu)還可多次吸收長(zhǎng)波輻射，從而減少地表輻射降溫的熱損失。

（4）地表粗糙度增加
城市地表粗糙度更加削弱了風(fēng)速，限制了城市通過(guò)大氣對(duì)流和平流的顯熱損耗，使城市中積聚的容量不易散失。

（1） 大氣污染
城市大氣污染一般要比周?chē)紖^(qū)更重。城市釋放的二氧化碳等溫室氣體都能吸收地面的長(zhǎng)波輻射并以逆輻射的形式投向地表使地表增溫。城市大氣中的懸浮顆粒物，尤其是氣溶膠會(huì)產(chǎn)生類(lèi)似于溫室的效應(yīng)，在白天吸收一定波長(zhǎng)的太陽(yáng)輻射，夜間則籠罩在城市上空，能增加長(zhǎng)波逆輻射，減少城市的長(zhǎng)波凈輻射損失，從而加強(qiáng)夜間的城市熱島強(qiáng)度。

（2） 人為熱源
各種人為釋放熱行為都主要以城市為基地，在中高緯度城市冬季排放大量的人為熱是熱島形成的一個(gè)重要原因，包括機(jī)動(dòng)車(chē)、工業(yè)設(shè)備、取暖與空調(diào)裝置以及建筑物的釋放熱，空調(diào)制冷和機(jī)動(dòng)車(chē)的使用是夏季許多城市人為釋放熱的來(lái)源。城市中人類(lèi)每天生產(chǎn)生活向自然界所釋放的熱量，在危害城市環(huán)境的同時(shí)，也影響著全球的大氣環(huán)境和能量平衡，破壞了生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。統(tǒng)計(jì)資料表明，2001年夏天北京市居民僅空調(diào)用電就高達(dá)200萬(wàn)千瓦，相當(dāng)于每小時(shí)燃燒800噸煤。

（1） 日變化特征
城市熱島強(qiáng)度有著明顯的日變化。一般情況下，在風(fēng)速較小的晴空或少云天氣條件，城市熱島強(qiáng)度大都是夜晚強(qiáng)，午間弱。Oke根據(jù)中緯度的大量實(shí)測(cè)記錄歸納出在“理想狀態(tài)”（地形平坦，天氣晴朗，小風(fēng)）下城市熱島強(qiáng)度日變化的模式曲線，顯示出日落后由于城區(qū)氣溫下降緩慢，相對(duì)于快速降溫的郊區(qū)形成熱島，以日落后3～5小時(shí)，約21時(shí)達(dá)到最強(qiáng)。子夜以后熱島強(qiáng)度逐漸減小，日出后到近中午城郊溫差變得很小，甚至有時(shí)郊區(qū)氣溫可高于城區(qū)。這是由于日出后在市區(qū)有建筑物阻擋，太陽(yáng)不易直射地面，而郊區(qū)地勢(shì)空曠，太陽(yáng)高度角還很低時(shí)即能接收太陽(yáng)直接輻射而迅速加熱，造成市區(qū)升溫比郊區(qū)遲，升溫率比郊區(qū)小，熱島強(qiáng)度又逐漸減弱，至午后13時(shí)達(dá)到最弱。通過(guò)對(duì)上海城區(qū)和近郊的自動(dòng)氣象觀測(cè)記錄分析表明，上海市城市熱島全年出現(xiàn)概率為87.8%，月平均熱島強(qiáng)度值大于0.8℃；熱島強(qiáng)度日變化明顯，存在24小時(shí)的主要周期和12小時(shí)的次周期，一般是夜間熱島強(qiáng)于白天。北京地區(qū)的熱島效應(yīng)一般也是夜間強(qiáng)于白天。

（2） 季節(jié)變化特征
城市熱島強(qiáng)度還有明顯的季節(jié)變化，但不同城市的熱島強(qiáng)度隨季節(jié)變化略有差異，主要因區(qū)域氣候和人為因素而異。城市熱島一般出現(xiàn)在高氣壓影響下，少云、小風(fēng)、濕度小、大氣穩(wěn)定的天氣條件。我國(guó)大部地區(qū)屬季風(fēng)氣候區(qū)，城市熱島強(qiáng)度一般是秋冬強(qiáng)，春夏弱。主要原因是：
1）春夏大氣多不穩(wěn)定，城市大氣污染物和熱量易擴(kuò)散到上空和郊外；
2）北方夏季和南方春夏雨水較多，水分蒸發(fā)消耗了熱量，雨水還能淋洗大氣污染物；
3）北方夏季和南方春季云量較多，同時(shí)覆蓋市區(qū)和郊區(qū)，體現(xiàn)不出城市和郊區(qū)太陽(yáng)輻射的差異。
秋冬季在冷高壓影響下，空氣干燥、少云雨，大氣層結(jié)穩(wěn)定，城市熱島較強(qiáng)。如北京城市熱島以冬季最強(qiáng)，夏季次之，春季最弱。沈陽(yáng)、蘭州等城市的熱島強(qiáng)度季節(jié)變化與北京基本一致。上海是秋季最強(qiáng)，夏季最弱；廣州則是冬季最強(qiáng)，春季最弱。國(guó)外城市隨所在氣候區(qū)而呈現(xiàn)不同的季節(jié)變化，西歐和北美中緯度城市大都是夏秋強(qiáng)，冬季弱。如溫澤爾市8—10月最強(qiáng)，加拿大的卡爾加里市則12月和1月最強(qiáng)，低谷出現(xiàn)在8—10月。
冬季取暖耗能和人為熱源增加也是城市熱島效應(yīng)季節(jié)差異的重要成因。國(guó)外不少大城市的熱島強(qiáng)度還存在周的變化，即周末休假日熱島強(qiáng)度減弱，工作日增強(qiáng)，與假日耗能減少有關(guān)。

大量研究表明，世界上所有城市無(wú)論規(guī)模大小，緯度高低，位于沿海還是內(nèi)陸，以及地形、環(huán)境不同，都存在城市熱島效應(yīng)。一般百萬(wàn)人口大城市的市區(qū)平均氣溫要比郊區(qū)高出0.5～1.0℃，城市越大，熱島效應(yīng)越顯著。
一般情況下氣溫在城市與鄉(xiāng)村交界處有一個(gè)突變，隨著向近郊、住宅區(qū)和商業(yè)區(qū)深入氣溫逐漸上升，最高溫度出現(xiàn)在市中心商業(yè)區(qū)或其他人口高密度地區(qū)。在某種程度上植被覆蓋和人口低密度區(qū)域能夠緩解熱島效應(yīng)，例如高爾夫球場(chǎng)、公園、游樂(lè)場(chǎng)、大面積綠地和水體等。北京地區(qū)城區(qū)與郊區(qū)溫度是同位相升降，且郊區(qū)溫度一直低于城區(qū)。其溫差維持并同位相振蕩，溫度逐年升高，城區(qū)與郊區(qū)溫差逐年增大，表明北京熱島效應(yīng)一直穩(wěn)定存在，而且北京的熱島效應(yīng)在隨時(shí)間加劇。以海淀為代表的北京城區(qū)大部熱島效應(yīng)顯著，門(mén)頭溝、石景山、豐臺(tái)、房山和通縣等地是局地升溫的顯著區(qū)域。因此，北京具有城市、衛(wèi)星城市“熱島”多中心的復(fù)雜特征。
城市熱島與城市化程度（包括建筑面積、人口規(guī)模與密度、工業(yè)、交通運(yùn)輸?shù)龋┮约俺鞘械膸缀涡螤?、自然地理環(huán)境、人類(lèi)活動(dòng)方式等有密切的關(guān)系：
（1）城市面積、人口規(guī)模和密度愈大，城市熱島強(qiáng)度愈強(qiáng)；
（2）城市建筑密度愈大，熱島強(qiáng)度愈大；
（3）與城市土地利用性質(zhì)有關(guān)。工商業(yè)和住宅用地為主的街區(qū)是熱島中心所在，綠地和水域?yàn)闆鰠^(qū)所在。下墊面不透水面積所占比例愈大，熱島強(qiáng)度愈大；
（4）隨下墊面形狀、街谷和建筑布局而異。城市街谷隨天穹可見(jiàn)度減小，下墊面溫度明顯升高。夜間街谷氣溫比廣場(chǎng)高，白天則相反。街谷內(nèi)的部位不同，受太陽(yáng)直接照射的時(shí)間也不同，局地氣溫也有明顯的差異。城市呈團(tuán)塊狀緊湊布局的，市中心增溫效應(yīng)強(qiáng)；城市呈條帶狀或星狀分散布局，則市中心增溫效應(yīng)弱；
（5）隨區(qū)域氣候條件而異。高緯度寒冷地區(qū)城市取暖耗能多，人均排放熱量大，熱島強(qiáng)度增大。常年潮濕多云雨多風(fēng)地區(qū)，城市熱島強(qiáng)度偏弱，甚至有時(shí)氣溫反而比郊區(qū)低。如上海和廣州雖然城市規(guī)模大，城區(qū)人口密度大，但熱島強(qiáng)度反比北方同等規(guī)模的城市要小。世界上熱島最強(qiáng)的是中高緯度的大中城市，如加拿大的溫哥華1972年7月4日熱島強(qiáng)度達(dá)11℃，德國(guó)柏林曾達(dá)133℃，位于北極圈附近的美國(guó)阿拉斯加州費(fèi)爾班克斯市曾達(dá)14℃。利用北京市近40年氣候資料研究市區(qū)與郊區(qū)平均氣溫的日、季、年和年代際變化特征，發(fā)現(xiàn)40年中以1995年11月24日市區(qū)與郊區(qū)日平均氣溫的溫差最大，達(dá)4.6℃。美國(guó)對(duì)一些大城市人為熱源比例的調(diào)查，來(lái)自工廠、家庭爐灶、空調(diào)、采暖等固定熱源的約占3/4，而汽車(chē)、摩托、電車(chē)等移動(dòng)熱源約占1/4，人體和家畜等新陳代謝熱量一般不到1％；
（6）因氣象條件和人為因素不同而出現(xiàn)非周期性變化。如輻射、云、雨、風(fēng)速、濕度、大氣層結(jié)等氣象條件和空調(diào)，采暖能耗和機(jī)動(dòng)車(chē)流量都對(duì)城市熱島效應(yīng)的強(qiáng)弱和變化產(chǎn)生很大影響。

 對(duì)人體健康的影響
中低緯度的夏季，城市熱島效應(yīng)會(huì)加重高溫出現(xiàn)頻率和熱浪災(zāi)害。與過(guò)熱有關(guān)的死亡大多發(fā)生在持續(xù)高溫期間，美國(guó)氣象部門(mén)規(guī)定連續(xù)五天最高氣溫達(dá)到或超過(guò)95F°作為熱浪的指標(biāo)，中國(guó)氣象局則規(guī)定未來(lái)24小時(shí)以?xún)?nèi)最高氣溫將升至37℃以上要發(fā)布橙色高溫預(yù)警信號(hào)，升至40℃以上要發(fā)布紅色高溫預(yù)警信號(hào)?？釤岢l(fā)中暑外。還使腦血管病、心臟病和呼吸道疾病的發(fā)病率增多，特別是老年人的死亡率升高更為明顯。Mearns等（1984）使用一個(gè)概率模型對(duì)美國(guó)幾個(gè)城市進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)平均氣溫上升3F°就會(huì)使熱浪發(fā)生可能性增加兩個(gè)百分點(diǎn)或更多。Buechley等發(fā)現(xiàn)熱浪期間整體死亡率隨著日最高氣溫呈指數(shù)上升。雖然最高溫度在白天出現(xiàn)，但夜間的過(guò)高溫度對(duì)死亡率的上升影響更大。美國(guó)平均每年超過(guò)1000人死于過(guò)熱，遠(yuǎn)高出其他天氣原因?qū)е碌乃劳鋈藬?shù)。1995年一場(chǎng)破壞性熱浪導(dǎo)致芝加哥超過(guò)500人死亡（USA Today，19 July 1995）。1999年美國(guó)亞特蘭大市中部氣溫比周?chē)紖^(qū)氣溫高出10 F°，據(jù)15個(gè)城市的統(tǒng)計(jì)，酷熱期間死亡率為平時(shí)的4～7倍。有人對(duì)我國(guó)安徽合肥等四個(gè)城市統(tǒng)計(jì)，酷熱期間死亡率比正常年份的同期要高出55％～151%。

加劇城市大氣污染
城市熱島效應(yīng)還影響大氣污染物的分布特征，使城區(qū)環(huán)境綜合質(zhì)量下降。如空氣負(fù)離子急劇減少，污染物和粉塵含量急升，二次污染使城市成為細(xì)菌和病毒的溫床，引發(fā)傳染病等。同時(shí)，按照范托夫（Vant Hoff）定律和阿倫尼烏斯（Arrhenius）定律，化學(xué)反應(yīng)的速率隨著溫度的上升而加快，城市氣溫增高也會(huì)加快大氣化學(xué)循環(huán)，導(dǎo)致地表臭氧濃度增加。更高的溫度還會(huì)增加生物碳?xì)浠衔锏陌l(fā)散及人工合成不穩(wěn)定有機(jī)物的揮發(fā)，這兩者都與對(duì)流層中臭氧的生成相關(guān)。
熱島區(qū)有多層逆溫現(xiàn)象，不利于大氣污染物的擴(kuò)散，郊區(qū)向市中心的輻合流也可將郊區(qū)工業(yè)污染物帶入，使城區(qū)的大氣污染變得更為嚴(yán)重。1873年以來(lái)，世界許多城市先后發(fā)生過(guò)多起因城市熱島效應(yīng)造成工業(yè)廢氣煙霧導(dǎo)致人畜中毒的事件，引起了人們對(duì)城市環(huán)境空氣質(zhì)量和城鄉(xiāng)氣候差異問(wèn)題的關(guān)注。1948年美國(guó)賓夕法尼亞的多諾拉事件就是工廠排放煙霧在谷地逆溫條件下形成濃霧，釀成數(shù)十人死亡，6000多人住院治療的嚴(yán)重大氣污染事件。影響最大和最有代表性的大氣污染事件是1952年12月5—8日，發(fā)生在英國(guó)倫敦的煙霧事件。在短短4天時(shí)間內(nèi)，在城市上空40～150 m的低空出現(xiàn)強(qiáng)烈逆溫，使泰晤士河谷的煙霧彌漫一周之久，死亡4000多人。

對(duì)城市經(jīng)濟(jì)的影響
氣溫過(guò)高會(huì)嚴(yán)重影響人們的舒適度和工作效率，但為防暑降溫使用電風(fēng)扇和空調(diào)消耗的能量也十分可觀，估計(jì)美國(guó)由于熱島效應(yīng)空調(diào)制冷而多付出電費(fèi)約每小時(shí)100萬(wàn)美元。Konopacki和Akbari估計(jì)休斯頓如實(shí)施熱島減緩措施，在城區(qū)造林并在屋頂使用高反射率材料，每年能節(jié)省8億多美元，減少碳排放約60萬(wàn)噸。據(jù)北京電力公司測(cè)算，北京夏季高峰期空調(diào)電負(fù)荷約占北京市用電負(fù)荷的40%，室內(nèi)空調(diào)溫度每調(diào)高1攝氏度，空調(diào)機(jī)的功率下降5%～8%。照此推算，如果全市空調(diào)都能夠調(diào)高1℃，則全市用電負(fù)荷就可以下降20多萬(wàn)千瓦?？梢?jiàn)，城市熱島效應(yīng)對(duì)城市經(jīng)濟(jì)有著重要影響。

對(duì)城市氣候特征的影響
城市熱島效應(yīng)也會(huì)改變城市內(nèi)及周?chē)貐^(qū)的其他氣候因子，包括云、霧和霾的形成、閃電發(fā)生及降水，使局地大暴雨或強(qiáng)雷暴頻率增大。在排水不暢的情況下容易形成內(nèi)澇。這是由于熱島增大了城鄉(xiāng)溫度梯度，使城市空氣容易抬升成云甚至產(chǎn)生雷暴，熱島環(huán)流還產(chǎn)生了來(lái)自郊外的鄉(xiāng)村風(fēng)，加劇城市對(duì)流的形成。
另外，溫度觀測(cè)表明全球地表平均溫度在過(guò)去一個(gè)世紀(jì)有顯著的增加，其中部分是由于全球溫室效應(yīng)，部分則來(lái)自于城市熱島效應(yīng)。由于許多原來(lái)位于郊區(qū)的氣象站隨著城市的擴(kuò)展周?chē)h(huán)境已變成城區(qū)，城市熱島會(huì)使區(qū)域及全球溫度記錄產(chǎn)生偏差。為準(zhǔn)確確定全球變暖程度，必須濾除這樣的偏差。Karl等調(diào)查發(fā)現(xiàn)20世紀(jì)的城市化對(duì)美國(guó)氣候記錄產(chǎn)生了0.06 K的增溫偏差。城市熱島幅度通常都在幾攝氏度左右，與預(yù)計(jì)21世紀(jì)的全球變暖幅度類(lèi)似。因此，城市熱島也可以作為小尺度上全球變暖的研究對(duì)象。由于目前一半以上的世界人口都受到了城市熱島的影響，城市人口快速增長(zhǎng)的都是發(fā)展中國(guó)家，它們又缺乏城市規(guī)劃和緩解熱島效應(yīng)的技術(shù)，因此，將使城市環(huán)境問(wèn)題變得更加嚴(yán)重。