城市小气候是人类活动影响小气候的明显表现。城市面积虽小，但人口密集，工业集中，是人们生活的重要舞台。由于这种高度集中，造成空气污染，大量人为热量的释放和特殊的下垫面条件，使城市和农村的气候产生了明显的差异，形成了独具特点的城市小气候。
城市影响局部气候的因素很多，主要表现如下：
(1)城市密集的建筑物，粗糙度增加导致地面风速减小。城区内建筑物高矮不一、凹凸不平，导致城区空气湍流增加。
(2)城市布满不透水的路面和屋顶，以及人为的排水系统，使城区蒸发和空气湿度减小，且径流过程加速。
(3)城市路面和建筑材料大多反照率小，热传导率和热容量比较大，改变了辐射平衡，导致城区气温的变化。
(4)由于生产和生活释放的热量、粗糙度的增加，以及城市的热岛效应，使城郊的气流进入建筑群，形成对流，有利于云和降水的形成。
(5)城市工矿企业排放的大量污染物质，由于粒子的吸湿作用可使能见度减少，直接辐射少，并为城市及附近的降水提供大量凝结核。
城市环境对各个气候要素的影响：
(1)总辐射减弱，日照减少。由于空气污染，尘块增多，大气混浊度增加，于是使到达地面的太阳辐射大为减少。据对比观测发现，市区的总辐射约比郊区少10-20%。冬季太阳高度角较小时减弱尤甚，有时甚至可减少到50%。同时，日照时数也逐渐减少。一般，城市和农村环境相比，日照要少5-15%。据观测，近50年里东京年日照时数已下降约70-80小时左右。
(2)市内呈现高温，存在热岛效应，城市好象一个温暖的岛屿。市区温度高，郊区温度低，等温线呈圆形分布。我们称它为热岛效应。据观测，城市热岛效应一般可使市区的年平均温度比郊区高0.5-1.0℃。
但不同季节、不同的天气条件下，市区与郊区的气温差的大小也不同。如1979年冬季一次晴朗天气条件下，在上海的对比观测发现市中心温度比郊区高6℃。
热岛效应的形成，与城市上空污染物质的保温作用、地面蒸发耗热量的减少、风速小、减少热量水平输送、人为热量的释放和与生物体的热交换等因素有关。
(3)出现热岛环流伴随着热岛效应，产生热岛环流，尤其是夏季，城市中心气流上升，到一定高度则向四周流散，而地面则是郊区空气流向城市中心。
(4)低湿、多雾、降水增加。市区由于排水良好，地面较干燥，蒸发很少，所以绝对湿度较郊外低，差值一般在1毫巴以下。相对湿度则因市区温度高，以致偏低更多一些。据欧洲观测，年平均相对湿度城市与郊区相差4-6%。
城市上空因凝结核多，雾日显著增加。从19世纪末到20世纪初，东京年雾日数平均增加20-30天，上海则增加了15天左右。城市与郊区相比，冬季市区雾日数可比郊区多100%，夏季多30%。
城市降水也有增加。观测表明，城市年降水量比郊区多5-10%。另外，微雨日数(0.1-1.0毫米/日)也有显著增加。据东京观测，市中心比郊区多20日左右。
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