晴朗無風的夏日，海島上的地面氣溫，高于周圍海上氣溫，并因此形成海風環流以及海島上空的積云對流，這是海洋熱島效應的表現。近年來，由于城市人口集中，工業發達，交通擁塞，大氣污染嚴重，且城市中的建筑大多為石頭和混凝土建成，它的熱傳導率和熱容量都很高，加上建筑物本身對風的阻擋或減弱作用，可使城市年平均氣溫比郊區可高2攝氏度,甚至更多,在溫度的空間分布上,城市猶如一個溫暖的島嶼，從而形成城市熱島效應。熱島效應是由于人們改變城市地表而引起小氣候變化的綜合現象，在冬季最為明顯，夜間也比白天明顯，是城市氣候最明顯的特征之一。氣候條件是造成城市熱島效應的外部因素，而城市化才是熱島形成的內因。一般認為熱島成因有三：一是城市與郊區地表面性質不同，熱力性質差異較大。城區反射率小，吸收熱量多，蒸發耗熱少，熱量傳導較快，而輻射散失熱量較慢，郊區恰相反；二是城區排放的人為熱量比郊區大；三是城區大氣污染拖物濃度大，氣溶膠微粒多，在一定程度上起了保溫作用。大氣污染在城市熱島效應中起著相當復雜特殊的作用。來自工業生產、交通運輸以及日常生活中的大氣污染物在城區濃度特別大，它像一張厚厚的毯子覆蓋在城市上宛，白天它大大地削弱了太陽直接輻射，城區升溫減緩，有時可在城市產生“冷島”效應。夜間它將大大減少城區地表有效長波輻射所造成的熱量損耗，起到保溫作用，使城市比郊區“冷卻”得慢，形成夜間熱島現象。從城市氣象規劃設計出發應考慮：（1）要保護并增大城區的綠地、水體面積。因為城區的水體、綠地對減弱夏季城市熱島效應起著十分可觀的作用。（2）城市熱島強度隨著城市發展而加強，因此在控制城市發展的同時，要控制城市人口密度、建筑物密度。因為人口高密度區也是建筑物高密度區和能量高消耗區，常形成氣溫的高值區。（3）如北京市位于平原中部，三面環山。由于山谷風的影響，盛行南、北轉換的風向。夜間多偏北風，白天多偏南風。因此，在擴建新市區或改建舊城區時，應適當拓寬南北走向的街道，以加強城市通風，減小城市熱島強度。（4）減少人為熱的釋放，盡量將民用煤改為液化氣、天然氣并擴大供熱面積也是根本對策。城市熱島效應(Urbanheatisleffect)是指城市中的氣溫明顯高于外圍郊區的現象。在近地面溫度圖上，郊區氣溫變化很小，而城區則是一個高溫區，就象突出海面的島嶼，由于這種島嶼代表高溫的城市區域，所以就被形象地稱為城市熱島。城市熱島效應使城市年平均氣溫比郊區高出1°C，甚至更多。夏季，城市局部地區的氣溫有時甚至比郊區高出6°C以上。此外，城市密集高大的建筑物阻礙氣流通行，使城市風速減小。由于城市熱島效應，城市與郊區形成了一個晝夜相反的熱力環流。近年來，隨著城市建設的高速發展，城市熱島效應也變得越來越明顯。城市熱島形成的原因主要有以下幾點：首先，是受城市下墊面特性的影響。城市內有大量的人工構筑物，如混凝土、柏油路面，各種建筑墻面等，改變了下墊面的熱力屬性，這些人工構筑物吸熱快而熱容量小，在相同的太陽輻射條件下，它們比自然下墊面（綠地、水面等）升溫快，因而其表面溫度明顯高于自然下墊面。另一個主要原因是人工熱源的影響。工廠生產、交通運輸以及居民生活都需要燃燒各種燃料，每天都在向外排放大量的熱量。此外，城市里中綠地、林木和水體的減少也是一個主要原因。隨著城市化的發展，城市人口的增加，城市中的建筑、廣場和道路等大量增加，綠地、水體等卻相應減少，緩解熱島效應的能力被削弱。當然，城市中的大氣污染也是一個重要原因。城市中的機動車、工業生產以及居民生活，產生了大量的氮氧化物、二氧化碳和粉塵等排放物。這些物質會吸收下墊面熱輻射，產生溫室效應，從而引起大氣進一步升溫。原則上，一年四季都可能出現城市熱島效應。但是，對居民生活和消費構成影響的主要是夏季高溫天氣下的熱島效應。為了降低室內氣溫和使室內空氣流通，人們使用空調、電扇等電器，而這些都需要消耗大量的電力。如目前美國1/6的電力消費用于降溫目的，為此每年需付電費400億美元。高溫天氣對人體健康也有不利影響。有關研究表明，環境溫度高于28°C時，人們就會有不適感；溫度再高還容易導致煩躁、中暑、精神紊亂等癥狀；氣溫持續高于34°C，還可導致一系列疾病，特別是使心臟、腦血管和呼吸系統疾病的發病率上升，死亡率明顯增加。此外，氣溫升高還會加快光化學反應速度，使近地面大氣中臭氧濃度增加，影響人體健康。