熱島效應（熱學 Island Effect），通常也稱作“城市熱島效應”（Urban Heat Island effeet，UHI effect），主要是指因城市化引起城市區域氣候因子變化，造成城市氣溫明顯高于周邊郊區的客觀現象，通常用兩個代表性測點的氣溫差值（熱島強度）表示，是城市氣候最明顯的特征之一。
熱島效應是由于人為原因改變了城市地表的局部溫度、濕度、空氣對流等因素，進而引起的城市小氣候產生變化的現象，其強度受到下墊面、人為熱源、大氣污染物、天氣形勢與氣象條件以及城市規模、形狀和所處的地理位置等因素影響。熱島效應的本質是城市氣溫高于郊區氣溫，容易形成一個以市區為中心的低壓系統以及指向市中心的氣壓梯度力，同時水平溫差的存在使會形成熱島環流，這種流場在夜間尤為明顯。熱島效應的強度隨時間變化而變化，主要表現為日變化和年變化兩個維度。在晴朗無風的天氣下，日變化表現為夜晚強、白晝午間弱，尤其是日落后3-5小時內為最強；年變化表現為秋冬季強、春夏季弱。世界上熱島最強的是中高緯度的大中城市，如加拿大的溫哥華、德國的柏林、中國的北京、上海市等。
隨著熱島效應越來越明顯，熱島已經從一般的局地氣候現象演變為城市生態環境發展的不利因素，對城市、人類、動植物、環境都產生了嚴重影響。熱島效應改變了城市內部氣候條件，帶來各種異常的城市氣象；嚴重影響人們的日常生活和工作，損害人體健康；此外，熱島效應還破壞了城市的生態平衡，使得生物物候、生理活動、區系組成、種群結構、分布范圍以及繁殖活動等發生改變。
為了緩解熱島效應的不良影響，世界各地的主要城市都采取了一系列應對措施，例如合理控制城市規模、調整城市下墊面結構、減少人為熱源、限制大氣污染物的排放等。各國學者采取了不同方法如地面氣象資料觀測法、邊界層數值模擬法和遙感監測法等對熱島效應進行觀測研究。
定義
城市熱島（Urban 熱學 lsland，UHI）——在近地面氣溫圖上，郊區溫度較低且變化不大，城市區域則溫度高且變化明顯，城市中心區域的高溫區如同立于海面的島嶼，故稱為“城市熱島”。
熱島效應（Urban Heat Island effeet，UHI effect）——或稱“城市熱島效應”，主要是指因城市化引起城市區域氣候因子變化，造成城市氣溫明顯高于周邊郊區的客觀現象，是城市化的必然產物。
中國氣象局對“熱島效應”定義——在城市的上空，相同高度（例如50米、 100米或400米）的各位置的溫度是不同的。把同一高度各位置的溫度標繪在一張圖上，把同一溫度的各點連成一條封閉曲線，就會得到“等溫線”，其中溫度最高的等溫線所包圍的區域，就像大海中的的島嶼一樣，這種由最高的等溫線包圍起來的區域，稱作“熱島”；一座城市各點溫度不同的現象就是“熱島效應”。
發現歷程及命名
1799至1804年間，近代地理學的開創者之一、德國科學家亞歷山大·馮·洪堡（Alexander von Humboldt）在南美洲安第斯山脈考察時，發現赤道附近的高山雪線比中緯度的青藏高原許多高山的雪線低200米左右。據此，他提出了青藏高原的“熱島效應”理論——對流層大氣的主要直接熱源是地面（或稱“下墊面”），青藏高原由于下墊面大面積抬升（相當于把“火爐”升高），故其熱量較同緯度、同平均海拔的其他地區更高，甚至比赤道附近的同海拔地區也要更高。
1833年，英國氣候學家賴克·霍華德（Lake Howard）在對倫敦城區和郊區的氣溫進行了同時間的對比觀測后，發現了城區氣溫比郊區氣溫高的現象，并且首次在《倫敦的氣候》（The Climate of London）一書中記載了“熱島效應”氣候特征，這是人類真正有文字記錄的研究城市熱島效應的開始，也是人類關注城市氣象研究的開端。
1958年，曼利（Manley）首次提出“城市熱島”這一概念。
1969年，麥若浦（Myrup）根據能量交換方程，建立了描述城市熱島的靜力學方程，其基本出發點是利用能量平衡模式計算城市地表熱通量的日變化。
形成
隨著世界性城市化、工業化進程的加快，城市不斷的蔓延擴大及農村人口進一步向城市集中，城市熱島現象變得越來越嚴重。由于這些人為原因，改變了城市地表的局部溫度、濕度、空氣對流等因素，進而引起的城市小氣候產生變化，使得熱島效應成為城市氣候最明顯的特征之一。
形成原理
城市的不斷發展，建筑物密度、高度不斷增大，人工鋪裝的路面、廣場越來越多，此立體化的下墊面層能夠比郊區吸收更多的太陽輻射能，這是形成熱島效應的基本條件。
城市中心地區的人口集中，人們的生產生活釋放出大量人為熱量，各種能量使用之后，最后都轉變成為“低溫熱能”散放給環境，因此城市中心地區有大量的低溫熱能散放于環境，使得城市中心地區溫度高于其他地區。城市局部的溫差引起了城區與郊區之間形成小型的熱力循環不均，城市區中心空氣受熱不斷上升，周圍郊區的冷空氣向市區匯流補充，城鄉間空氣的這種對流運動，被稱為“城市風”（Urban Wind），在夜間尤為明顯。在城市熱島中心上升的空氣又在一定高度向四周郊區冷卻擴散下沉以補償郊區低空的空缺，由此形成了一種局地環流，稱為“城市熱島環流”，具體表現為城市中心地面空氣受熱上升在城市上空形成高壓，高空氣團向周圍低壓區運動冷卻下降落入郊區，郊區近地面氣壓升高促使空氣流回城市中心并開始新一輪環流，從而形成城市與周圍郊區的封閉環流。這樣，就使擴散到郊區的廢氣、煙塵等污染物質重新聚集到市區的上空難于向下風向擴散稀釋，加劇城市污染。同時城市風的風場形成對流的天氣，對降雨和干濕分布都有影響。
影響因素
下墊面指大氣底部與地表的接觸面，是底層大氣的主要熱量來源。城市下墊面主要為人工鋪砌的道路（如混凝土或柏油路面）、廣場建筑物和構筑物，而郊區則以綠野、水面等自然下墊面為主。相比較而言，城市下墊面不透水面積遠比郊區自然下墊面大，降雨后雨水很快從排水管道流失，因此其可供蒸發的水分比郊區少。同時城市的這些人工構筑物吸熱快且比熱容小，在相同的太陽輻射條件下，它們比自然下墊面升溫快，吸收熱量多，蒸發耗熱少，散失熱量較慢，因而其表面溫度明顯高于自然下墊面。
植被是城市生態系統中的重要組分，其可減緩城市的環境壓力，減輕熱島效應，最終實現城市生態系統的良性循環。城市植被通過蒸騰作用，從環境中吸收大量的熱量，降低環境空氣溫度，增加空氣濕度；同時大量吸收空氣中的Co2，抑制溫室效應。另外，植物還能滯留大氣中的粉塵，減少城市大氣中總懸浮顆粒物的濃度。當一個區域的植被覆蓋率達到30%時，城市綠地即對熱島效應有較明顯的削弱作用；相反，植被減少則是城市熱島形成的首要貢獻因子。
同時，城市森林在調節城市小氣候中具有明顯的效果，而草地效果不明顯。因此，城市應保持合理的喬、灌、草比率，如綠地中保持喬灌木覆蓋率不低于70%，有利于發揮綠地更高的生態作用。
人為熱源是指人類生產和生活中大量消費各類能源并排出熱量，如工廠生產、交通運輸以及居民生活燃燒各種燃料并排放的大量熱量。在中高緯度城市，特別是在冬季，城市中排放的大量人為熱是熱島形成的一個重要因素。許多城市冬季熱島強度大于夏季，周一至周五熱島強度大于周末，即受此影響。
大氣污染物是指城市中的機動車、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。這些大氣污染物濃度大，氣溶膠微粒多，會吸收下墊面熱輻射，在一定程度上起了保溫作用，產生溫室效應，從而引起大氣進一步升溫。白天大氣污染物削弱了太陽的直接輻射，城區升溫減緩，有時可在城市產生“冷島”效應。夜間大氣污染物將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。
穩定和氣壓梯度小的天氣形勢有利于城市熱島的形成。在強冷鋒過境時，即無熱島現象。當風速大、空氣層結不穩定時，城郊之間空氣的水平方向和垂直方向的混合作用強，城區與郊區間的溫差不明顯。一般情況是夜晚風速小，空氣穩定度增大，熱島強度增強。當晴天無云時，城郊之間的反射率差異和長波輻射差異明顯，有利于熱島的形成。
熱島效應主要是各個區域不同的建筑結構（幾何結構）和建筑材料所引起的，城市中溫度最高的區域往往與最深的城市街道相對應，即通常分布在市中心。如果街道走向設計或幾何形狀不合理，則密不通風，風速小，熱量不易散發，溫室氣體也難于迅速擴散，導致局部氣溫過高。即使是1000人的小城鎮也能在長時間溫度記錄中觀測到熱島效應的存在。
城市人口越多規模越大，熱島效應越明顯。據研究，1萬人口城市的熱島強度達到0.11℃，10萬人口0.32℃，100萬人口0.91℃。
不同地理位置城市（包括沿海和復雜地形）的熱島效應不同，如沿海（或湖、江、河）城市的空氣運動除了受熱島環流的影響，還不可避免地受到海陸風的影響，兩種環流的相互作用，可能改變城市能量平衡，并對氣候變化極端天氣、污染物傳播產生重要影響。
主要特征
氣溫
城市熱島效應導致建筑物最為密集的市中心區閉合等溫線溫度最高，然后逐漸向外降低，郊區溫度最低，城區溫度高出郊區農村0.5~1.5℃（年平均值）左右，城市熱島中心氣溫一般比周圍郊區高1℃左右，在夏季城市局部地區的氣溫有時甚至比郊區高出6℃以上。
熱島強度是指熱島中心氣溫減去同時間、同高度近郊的氣溫差值，差值愈大表示熱島發展愈強。所以熱島強度的強弱只與二者差值有關，而與氣溫絕對值非線性相關。
氣壓
由于熱島中心區域近地面氣溫高，大氣做上升運動，與周圍地區形成氣壓差異，周圍地區近地面大氣向中心區輻合，從而在城市中心區域形成一個低壓旋渦，從而產生一個以市區為中心的低壓系統以及指向市中心的氣壓梯度力。
氣流運動
城市熱島可影響近地層溫度層結，并達到一定高度。城市全天以不穩定層結為主，而鄉村夜晚多逆溫。水平溫差的存在使城市暖空氣上升，到一定高度向四周輻散，而附近鄉村氣流下沉，并沿地面向城市輻合，近地面產生由郊區吹向城市的熱島環流，這種流場在夜間尤為明顯。同時熱島效應會增強空氣對流，空氣中的煙塵提供了充足的水汽凝結核，對歐美許多大城市研究發現，城市降水比郊區多（一般多5%~10%）。
強度變化
城市熱島強度隨時間的變化主要表現出兩種周期性的變化，即日變化和年變化。在晴朗無風的天氣下，日變化表現為夜晚強，白晝午間弱，尤其是日落后3-5小時內為最強；年變化表現為秋冬季強，春夏季弱。太陽輻射熱量和余額以冬季最小，加上冬季時中高緯度還有取暖熱量，因此熱島效應以冬季最強。不同地區城市的熱島效應在各個季節的強弱變化是不同的。對于中高緯度地區，城市熱島強度的表現為冬季最強，夏季較弱，春秋季介于冬夏之間。對于低緯度地區，熱島效應在各個季度相差不大。
城市熱島強度不但有周期性變化，而且還有明顯的非周期性變化。引起熱島強度非周期性變化的原因主要與當時的風速、云量、天氣形勢和低空氣溫直減率有關，主要表現為風速越大，云量越多，天氣形勢越不穩定，低空氣溫直減率越大，熱島強度就越小，甚至不存在熱島；反之，熱島強度就越大。
世界上熱島最強的是中高緯度的大中城市，如加拿大的溫哥華11℃(1972年7月4日)，德國柏林13.3℃。中國曾觀測到的最大城鄉溫差（城市熱島強度），上海市是6.8℃（1979年11月13日20時），北京是9.0℃（1966年2月22日清晨）。城鄉溫差一般是隨緯度的升高而增大的。因為人為熱量和太陽輻射熱量余額（太陽短波熱量收入減去地面長波輻射支出熱量）的比值，是從赤道向高緯度迅速增加的。
城市熱島的水平分布表現為熱島出現在人口密集，建筑物密度大，工商業最集中的地區，而郊區則有較好的植被覆蓋或者農田密布，熱島強度小。熱島的空間分布因高度的不同而有所差別，表現在白天城郊熱島強度差別不明顯；夜晚城郊熱島強度差別大，并且強度的這種差別隨高度的升高而下降，到一定的高度還會出現“交叉”現象。
主要影響
對城市的影響
城市熱島效應會顯著增強氣候變化的影響，并且這種額外的升溫效應在超大城市中更突出，會加劇城市熱風險和人口的脆弱性。2020年，中國約有1.45萬人因熱浪過早死亡，高溫造成的勞動時間損失約為315億小時，造成的經濟損失約占全年國民生產總值GDP的1.4%。
“氣滯效應”是指城市的空氣很難擴散更新，城市產生的有害氣體長期在城市內循環流動，使得城市居民都會吸入有害氣體，這是“熱島效應”的最主要危害。城市熱島形成了一個“氣包袱”包裹著整個城市，城市任何角落排放的有害氣體，經過往復循環流動之后會散發到各處，每一個人都會吸入這種有害氣體。比如居住在距離道路比較遠的地方人們，也同樣會吸入汽車尾氣等有害氣體。
熱島效應對年平均溫度的影響主要包括三個方面，即年平均溫度值升高、年際間溫度差異下降和氣候趨勢的改變。小行星3789熱島的平均強度不到0.06℃，與全球的0.05℃接近；也有研究認為，從20世紀70年代到90年代的20年里，熱島強度以每10年0.1℃的速度上升，而珠江三角洲都市群熱島強度由1983年前的0.1℃上升到1993年的0.5℃；還有人估計城市化和土地利用性質的改變會使熱島強度以每個世紀0.27℃的幅度上升。
夏季熱島效應加劇了酷熱，應用空調制冷所消耗的能量十分巨大，據美國能源部的估計，美國為緩解熱島效應每年要多花費高達100億美元的能源成本支出。另一方面熱島效應促使城市用于空調運轉的耗能量（包括建筑物內、交通工具內等）上升，從而導致溫室氣體排放大量增加，溫室氣體排放又直接加速全球變暖，氣溫進一步上升，反過來又加重熱島效應，這兩者之間已經形成了惡性循環。
熱島效應也會加劇發生熱浪的危險，使一些地區夏季高溫天氣持續時間增長，高溫日出現頻繁，增加火災發生頻率。
對人的影響
夏季時本就較高的氣溫加上熱島效應影響，可以直接影響人們的日常生活和工作，損害人體健康。在熱島效應作用下，周圍各類廢氣和有害化學氣體隨上升氣流擴散，使區內的居民極易患上消化系統或神經系統等的疾病，還行引發各種“城市病”和多發性流行病。醫學研究表明，環境溫度與人體的生理活動密切相關，當溫度高于28℃時，人會有不舒適感；溫度再高就易導致煩躁、中暑和精神紊亂等；氣溫高于34℃并加以熱浪侵襲還可引發一系列疾病特別是心臟病、腦血管和呼吸系統疾病，使死亡率顯著增加。
對環境的影響
熱島效應會帶來各種異常的城市氣象，如暖冬、風及暴雨、夏季城市區域酷熱天氣日數量（35.1~40℃）多于郊區等。城市熱島效應會引起局地環流，使得城市風場特征極為復雜。熱島的存在使得城區凝露量、結霜量、霜凍日數、下雪頻率和積雪時間都小于郊區。熱島效應還改變著其他城市氣象，例如云和霧的發展、閃電的頻率等。
熱島效應的出現，加強了城市區域大氣的熱力對流，再加上城市大氣中的許多污染物本身就是凝結核，同時城市集中的建筑物使風速減小，強雨帶等天氣系統在城市上空停留的時間比空曠的郊區長，總降水量增多，這被稱之為“雨島效應”。“雨島效應”會使城市降雨的次數比城市化前增加10%到20%，城市降水量一般比郊區多5%~10%，另外暴雨和冰雹的次數也會大幅增加。
城市區域的降水量雖比郊區多，但市區空氣的相對濕度卻比郊區低。其原因除了市區大部分降水被排走，市區蒸發到空氣中的水分少外，熱島效應也是主要原因之一。
由于熱島效應的存在，城市中盛行上升氣流，上升的氣流中含有大量的煙塵等微粒，因而城市上空容易形成以這些微粒為團粒結構的云團，造成城市地區近地層空氣污染嚴重。在高溫季節，城市排放的廢氣中，例如氮氧化合物、碳氫化合物，經光化學反應形成一種淺藍色的煙霧，在熱島的影響下形成二次污染物，其危害性更大。城市里持續的高溫可以加速某些特定的大氣化學循環，從而導致地表臭氧的提高。
熱島效應使得生物物候、生理活動、區系組成、種群結構、分布范圍以及繁殖活動等發生改變。由于市中心溫度提高，植物發芽、開花時間提前，落葉時間延遲，例如日本大城市出現櫻花早開、紅葉遲紅等現象。溫度提升促進近地層臭氧形成，導致近郊農作物減產5%~10%。由于市區溫度的提高，無霜期延長，極端低溫趨向緩和，使得本不屬于該區系的植物經過人類馴化，在城市得以繁殖生長。另一方面，由于溫度的提高，尤其是極端高溫，又限制了一些植物的生長。
城市產生的上升熱氣流，與潮濕的海陸氣流相遇，會在局部地區上空形成亂積云，引起暴雨，造成洪水、山體滑坡和道路塌陷等災害。
應對措施
控制城市規模
城市規模越大、人口越多，熱島效應越強。中國城市熱島效應以北京、上海市、廣州市等城市較強。隨著經濟的發展，城市基本建設加快，使得城市的規模普遍越來越大，這需要城市建設管理部門防止“一邊建設一邊污染”。
在控制城市規模的同時，還應防止人口密度和建筑密度過高。局部的高密度會因大量消耗能源而釋放高強度的人為熱，加上其他形式凈得熱量，產生很強的局部地區熱島效應，惡化市區熱環境，故在城市規劃設計中，應盡量避免將人口密度與建筑物密度較高的功能區連片布置。
增加自然下墊面的比例
在城市建設中，在城市中心區域規劃出足夠的水面和綠地，而且應該分布合理。增加自然下墊面的比例，大力發展城市綠化，營造各種“城市綠島”是防治熱島效應的有效措施。城市綠地是城市中的主要自然因素，因此大力發展城市綠化，是減輕熱島影響的關鍵措施。
研究表明城市綠化覆蓋率與熱島強度成反比，綠化覆蓋率越高，則熱島強度越低，覆蓋率大于50%，綠地對熱島的削減作用極其明顯。規模大于30000m2且綠化覆蓋率達到60%以上的集中綠地，基本上與郊區自然下墊面的溫度相當，即消除了熱島現象，在城市中形成了以綠地為中心的低溫區域，成為人們戶外游憩活動的優良環境。
除了綠地能夠有效緩解熱島效應之外，水面也是緩解熱島效應的有效因素水的熱容量大，在吸收相同熱量的情況下，升溫值最小，表現出比其他下墊面的溫度低；水面蒸發吸熱，也可降低水體的溫度。
合理使用人工鋪裝
在城市區域，由于道路、橋梁等功能要求的需要，必須采用水泥、瀝青等人工鋪裝。但長期以來，在各種路面、廣場以及內部庭院盲目使用瀝青、混凝土等硬質鋪裝的現象，是造成夏季嚴重干熱的主要原因之一。故應合理使用人工鋪裝，使之不超過功能所必需的面積。
改變城市規劃與設計理念
應啟用生態合理的能源規劃、城市開發、交通、綠地生態規劃模式。建筑物是城市下墊面的重要組成部分，它對城市氣溫的影響很大，要合理布局城市建筑物，根據城市地理環境（包括緯度、地形、風向、風速、日照、輻射條件等）確定道路網的方位、寬度，建筑物朝向、間距以及建筑物的形體等。
狹窄的街道、建筑密集的里弄或胡同不利于空氣的流通，不利于市區的熱空氣散失到郊外，也不利于空氣中污染物向城外擴散。因此，在城市新建和改建時，在總體規劃中，要設計有一定數量、一定寬度，且與夏季感行風向相近的街道，以加強市區與郊區之間機械紊流熱交換，使得城市的多余熱量較快地轉移到郊區。
合適的建筑材料可以有效提高反射率，降低吸收率，對緩解熱島效應具有明顯的作用。使用能降溫節能、緩解熱島強度的戶外建筑材料，提倡滲透性的地面鋪裝材料，通過在建筑物屋頂上涂淺色的涂料，垂直墻面上貼白色墻面磚等均可提高城市下墊面對太陽輻射熱的反射率，降低吸收率。另外，在城市區域建筑設計中，應當推行屋頂栽植、墻面立體綠化等設計措施，對改善城市熱環境起著良好的作用。
減少人為熱的排放量
由于在城市工業生產和人們生活中釋放了大量的熱，促成了熱島的形成。因此，減少人為熱的排放量已經顯得極其必要。應該合理地控制市區的人口規模和密度，改善能源配置和使用條件，采取工業集中采熱，集中供熱，發展民用煤氣，以電代煤；通過發展清潔燃料開發利用太陽能等新能源，減少向環境中排放人為熱。同時需要向城市居民灌輸環保生活理念，提倡每個人、每戶家庭都要將環保的生活理念貫穿于日常生活的方方面面，變成自覺行為。大量降低交通運輸、空調、烹飪[rèn]及工業生產過程的廢熱，提高能源利用效率，實行清潔生產，或者開發利用新型高效環保能源。
預防和治理大氣污染
根據城市的性質及其定位確定合理的產業結構，發展少污染、無污染的工業，特別要加快第三產業的發展，同時加強工業整治及機動車尾氣治理，限制大氣污染物的排放，減少對城市大氣組成的影響。搞好消煙防塵，積極創建煙塵控制區，減少CO等大氣污染物的排放量，提高大氣質量。
利用人工蒸發補償
采用噴霧系統是一種高效且經濟的辦法。蒸發量在0.05g/sm時（白天噴霧11小時相當于2mm降雨量），大氣平均降溫達7℃。
相關研究
熱島效應包括三個層次，分別為城市邊界層熱島（BLHI）、城市冠層熱島（CLHI）和城市地表熱島（SUHI）。城市邊界層處于最上層，日間厚度大約為1km，夜間通常會縮減到幾百米，城市邊界層熱島是城市邊界層與郊區邊界層之間的溫度差異。城市冠層處于城市邊界層之下，指緊鄰城市地表的大氣層，其厚度基本等價于城市建筑的平均高度。城市冠層溫度與郊區冠層溫度的差異被稱為城市冠層熱島效應。上面兩層一般用來描述城市大氣的熱島效應，數據多由實際測量得到。
城市地表熱島是用來描述城市地面的熱島效應，它代表了地表附近的熱環境狀況，影響生態系統的能量交換與物質流動，與人體的舒適度感受緊密相關，此類數據主要通過遙感技術獲取。由于研究目的、范圍以及對象的不同，對于城市熱島現象的研究方法可分為地面氣象資料觀測法、邊界層數值模擬法和遙感監測法。
地面觀測法主要以城郊固定氣象臺資料為基礎，與流動觀測資料配合進行城郊氣溫對比研究。城郊地面觀測氣象數據對比法是最早的城市熱島研究方法，這種方法使用統計學方法等對城區和郊區的氣象資料進行分析，得到該區域熱島強度。
地面氣象資料觀測法在城市熱島的最初發現與認識階段發揮了重要的作用。但是由于氣象站點分布較為稀疏，點尺度上的研究很難真實、有效地擴展到城市熱島平面布局、內部結構等面尺度研究上，難以滿足城市尺度各類熱島問題的研究需要，僅依賴地面傳統觀測手段的城市熱島研究越來越少。
邊界層數值模擬則是利用從一維到三維中尺度模式對特定高度下的空間區域的溫度、濕度和風場進行空間數值模擬。以熱力學和動力學理論為基礎，研究地球與大氣之間的熱力交換過程，對城市下墊面能量平衡與能量交換及溫度場的基本特征進行定量分析。
邊界層數值模擬較多側重于研究單純的城市大氣環境問題，內容局限于對城市內外近地層氣象要素的比較分析，模擬的尺度范圍局限于數百米至數千米，另外下墊面復雜性和資料的不完整性也限制了邊層數值模擬法的發展。
遙感監測根據不同地物吸收太陽長波輻射特性，形成各自不同的波段輻射值，使用熱紅外傳感器對下墊面地表溫度進行觀測，再通過計算機進行處理得到地表溫度圖像。遙感監測方法主要有基于地表溫度反演的熱島監測方法、基于植被指數的熱島監測方法、基于熱力景觀的熱島監測方法和基于降尺度的高分辨率熱島反演方法等。
通過遙感手段獲取的數據具有時間同步性好、覆蓋范圍廣等優點，但其也存在局限性。由于遙感傳感器獲取的是下墊面地表溫度，而非近地面空氣溫度，不能體現真實的城郊氣溫差異。已有相關研究將地表溫度轉換為空氣溫度，但這種方法的誤差較大。遙感數據獲取受多方面條件限制，如大氣條件、云層遮蓋程度等，遙感數據分辨率不高對熱島效應的研究也有影響。
參考資料 >
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