El microclima urbà o illa de calor (el seu efecte principal) és un tipus de microclima que es dona sota qualsevol tipus de clima com a conseqüència directa de la urbanització d'un territori. La naturalesa de cada microclima urbà varia segons estiguin constituïdes les àrees urbanes, i depèn de la presència o no de grans superfícies d'espais oberts, rius, la distribució de les indústries i la densitat i altura dels edificis. En general les temperatures són més altes en les zones centrals i gradualment davallen cap als suburbis, la precipitació augmenta i el vent s'altera i disminueix.[1]
En l'àrea urbana hi ha un canvi en el balanç energètic, que sovint comporta que les temperatures de la ciutat siguin més altes que les dels voltants no urbans. El balanç energètic també està afectat per la carència de vegetació en les àrees urbanes que inhibeix el refredament per evapotranspiració.
Diferències (en zona de clima temperat) amb el clima rural dels voltants
Hi ha marcades diferències en la temperatura de l'aire entre les àrees rurals i urbanes. La diferència de temperatura normalment és més gran a la nit que durant el dia i també més gran a l'hivern que a l'estiu i és més aparent quan el vent és feble. La pluviometria mensual s'incrementa.[2]
Factors que interaccionen per a la formació d'una illa de calor
La reflexió de radiació solar pels vidres dels edificis i les finestres. Els centres d'oficines d'algunes àrees urbanes poden tenir uns albedos (proporció de llum reflectida) bastant més alts.
L'emissió de contaminants higroscòpics des dels cotxes i les indústries pesants actuen com nuclis de condensació que originen núvols i núvols baixos de contaminació (smog) que poden atrapar la radiació.
L'absència relativa d'aigua en les àrees urbanes significa que s'ha de fer servir menys energia per evapotranspiració i, per tant, n'hi ha més per escalfar la baixa atmosfera.
L'absència de vents forts fa d'una banda que no es dispersi gaire calor i de l'altra que no vingui aire més fresc de les àrees rurals i suburbanes adjacents.
En el cas de les temperatures diürnes varien menys respecte les zones no urbanes que les nocturnes."[3] Per exemple, Moreno-Garcia (Int. J. Climatology, 1994) va trobar que Barcelona era 0.2 °C més fresca per a les màximes diàries i 2.9 °C més càlida per les mínimes diàries que una estació meteorològica rural propera.
S'ha de tenir en compte la gran capacitat d'absorció de calor de les ciutats i que per exemple el ciment pot emmagatzemar 2.000 vegades més calor que un volum equivalent d'aire.
A la nit la situació és a la inversa. L'absència d'escalfament solar fa que davalli la convecció atmosfèrica i la capa de calor urbana comença a estabilitzar-se, si hi ha prou estabilització es forma una capa d'inversió de temperatura Això atrapa l'aire urbà prop de la superfície i permet que s'escalfi a través de les encara calentes superfícies urbanes formant l'illa de calor nocturna.[4][5]
L'efecte de l'illa de calor és local i no ha portat a malinterpretar les dades d'augments globals de les temperatures, ja que aquest augment global es detecta tant en ciutats com en el món rural.[6]