城市热岛效应(Urban heat island effect, UHI effect)，是指城市因大量的人工发热、建筑物和道路等高蓄热体及绿地减少等因素，造成城市"高温化"的现象。在近地面温度图上可以看到城市的温度变化比旁边的郊区高出很多，在图上突出像一块海上的岛屿，被称为“城市热岛效应”。造成城市热岛效应的原因有很多。
1.城市下垫面
城市下垫面指的是大气底部与地表的接触面，城市中混凝土、泊油路面、各种的建筑墙面等吸热快、热容量小，在同等的太阳辐射下，比绿地、水面这些自然下垫面升温更快，表面温度明显高于自然下垫面。城市地表含水量少，空气中的热量逐渐升高，城市地表可以吸收更多的太阳辐射，空气中的热量也更多了。郊区的绿地、水面这些自然下垫面面积大的多，对太阳的吸收率更低，因此城市的温度变化大于郊区的温度变化。
2.人工热源
城市拥有的锅炉、加热器等耗能装置都会排放大量的热气，还有各种机动车辆排放出的汽车废气，大部分以热能形式传给城市大气空间，城市气温升高。
3.水气影响
水面、风等也是造成城市热岛的因素。城市密集的建筑群、众多的道路桥梁，使得对风的阻力变大，空气不流通，热量就不易挥发。水的热容量大，在吸收相同热量的情况下，升温值小，表现出比其他下垫面的温度低，水面蒸发吸热，也可降低水体的温度。
4.空气污染
城市中的机动车辆产生的废气、工业生产产生的废气废物等等，还会大量地吸收环境中热辐射的能量，引起城市进一步的升温。
5.绿地减少
城市的快速发展带来大量的人口，不断出现的建筑、广场、道路代替了绿地、水体，缓解热岛效应的能力被削弱。
6.人口迁徙
人口迁徙对城市热岛效应也有影响。人类活动的减少，来自于汽车尾气排放、工业生产的能源消耗、城市建筑物的各种消耗等人为热的释放及影响一些其他的过程也会出现相应的减少，城市热岛效应也会相应减弱。
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