Οι πόλεις, λόγω της πυκνής τους δόμησης και της έλλειψης επαρκούς βλάστησης, παρουσιάζουν υψηλή θερμοχωρητικότητα και χαμηλή ανακλαστικότητα στην ηλιακή ακτινοβολία. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να σημειώνονται υψηλότερες θερμοκρασίες (2-5°C) σε σχέση με τις περιαστικές περιοχές, φαινόμενο το οποίο είναι γνωστό ως «φαινόμενο θερμικής νήσου» (Urban Heat Island).
Εικ. 8 Σχηματική απεικόνιση του φαινομένου της αστικής θερμικής νησίδας (Πηγή: LBNL Heat Island Group )
Για παράδειγμα, από μια ενδεικτική εικόνα από το αστικό δομημένο περιβάλλον, π.χ. της Αθήνας (πηγή Google Earth), συγκριτικά με μια νησιώτικη περιοχή όπου εφαρμόζεται η εφαρμογή ψυχρών υλικών, μπορεί να παρατηρηθεί ότι οι φυτεμένες επιφάνειες είναι περιορισμένες και οι στέγες των σπιτιών και το αστικό περιβάλλον συνολικά (κτίρια, δρόμοι, πεζοδρόμια, ελεύθεροι χώροι) έχουν σκούρα χρώματα και επομένως ζεσταίνονται και ανεβάζουν την θερμοκρασία τους πολύ περισσότερο.
Το φαινόμενο της αστικής θερμικής νησίδας έχει καταγραφεί και μελετηθεί στις μεγάλες πόλεις της Ελλάδας. Η πόλη των Αθηνών συγκεκριμένα, χαρακτηρίζεται από ισχυρή ανάπτυξη του φαινομένου της αστικής θερμικής νησίδας, η οποία οφείλεται στην κατά τα τελευταία χρόνια συνεχώς αυξανόμενη εκβιομηχάνιση και αστικοποίηση. Σύμφωνα με μελέτες και του ΕΚΠΑ , το φαινόμενο παρουσιάζεται πιο έντονο στο κέντρο και τα δυτικά προάστια ενώ η ένταση του φαινομένου μπορεί να φτάσει τους 5°C.
Οι συνέπειες του φαινομένου της αστικής θερμικής νησίδας είναι σημαντικές και συνοψίζονται ως εξής:
Συνθήκες θερμικής δυσφορίας στους κατοίκους (ιδιαίτερα στον ευπαθή πληθυσμό), κατά τη διάρκεια της θερινής περιόδου. Ειδικά όταν επικρατούν συνθήκες καύσωνα με ακραίες θερμοκρασίες, το φαινόμενο της αστικής θερμικής νησίδας έχει ως αποτέλεσμα τη μεγιστοποίηση των θερμοκρασιών αυτών, εντείνοντας τα προβλήματα υγείας (θερμοπληξία, οργανικές δυσλειτουργίες, κλπ.) που προκαλούν οι υψηλές αυτές θερμοκρασίες.
Αυξημένη κατανάλωση ενέργειας για δροσισμό (ψύξη) κατά τη θερμή περίοδο αύξηση του φορτίου αιχμής, που μπορεί να οδηγήσει σε προβλήματα ηλεκτροδότησης, όταν οι μονάδες παραγωγής ισχύος δεν μπορούν να καλύψουν την αυξημένη ζήτηση.
Αύξηση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης λόγω αυξημένης ενεργειακής κατανάλωσης για ψύξη αλλά και λόγω αυξημένης πιθανότητας σχηματισμού νέφους.
Εξετάζοντας το φαινόμενο σε κλίμακα κτηρίου, το μεγαλύτερο ποσοστό του υφιστάμενου κτηριακού αποθέματος κατοικιών έχει ανεπαρκή θερμική προστασία κελύφους (link κειμένου θερμομόνωσης), είτε λόγω των αμόνωτων κατασκευών (παλαιά κτίρια κατασκευής προ του 1979), είτε λόγω της παλαιότητας των παραθύρων, κλπ. Το αποτέλεσμα είναι ότι η κατανάλωση σε αυτόν τον τομέα αυξάνεται συνεχώς και οι συνθήκες διαβίωσης είναι δυσκολότερες.
Ειδικότερα τα τελευταία χρόνια, καταγράφεται σημαντική αύξηση της χρήσης των κλιματιστικών στα κτίρια κατοικίας και ιδιαίτερα σε μεγάλα αστικά κέντρα, έχοντας επιβάρυνση στο κόστος της κατανάλωσης για ψύξη, στην θερμική επιβάρυνση του εξωτερικού περιβάλλοντος (λόγω του ότι οι εξωτερικές κλιματιστικές μονάδες αποβάλουν θερμότητα προς το περιβάλλον) και στην επιβάρυνση του ηλεκτρικού φορτίου αιχμής τους καλοκαιρινούς μήνες.
Είναι εμφανές ότι το φαινόμενο της αστικής θερμικής νησίδας επιδρά αρνητικά στη βιωσιμότητα των πόλεων ενώ τόσο η αύξηση των αστικών θερμοκρασιών λόγω της περεταίρω αστικοποίησης αλλά και υπό την επίδραση του φαινομένου του θερμοκηπίου αναμένεται να παρουσιάσουν αύξηση.