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L'incidence des villes sur le climat est l'un des meilleurs exemples des modifications involontaires de l'atmosphère par les humains (voir Climatologie). La construction de chaque immeuble, de chaque route et de chaque parc de stationnement crée un nouveau microclimat local. Conjugués à la pollution de l'air créée par les activités humaines, ces changements sont l'effet local d'un habitat sur son climat. Au Canada, de tels effets sont observés dans des villages de seulement un millier d'habitants, dans des zones métropolitaines et dans toutes les régions climatiques.
Description
L'urbanisation modifie à la fois la surface terrestre et l'atmosphère. Les bâtiments transforment la disposition géométrique de la surface terrestre, créant ainsi un système rigide et brutal de pâtés de maisons et de rues encaissées, surtout au centre des villes. Ce système influe sur l'écoulement de l'air au-dessus des villes et entraîne la formation de poches qui retiennent l'énergie rayonnée vers l'intérieur ou l'extérieur. Les matériaux de construction modifient le taux de rétention ou de perte de chaleur ou d'eau de la surface terrestre. L'allumage des combustibles et d'autres activités libèrent de la chaleur, de la vapeur d'eau et des polluants qui modifient la composition de l'air. Les polluants peuvent aussi avoir des répercussions sur les transferts radiatifs et sur la croissance des gouttelettes formant les nuages.
Par sa présence, la ville a un impact sur l’ensemble des paramètres climatiques (ensoleillement, température, humidité, vent, etc.). Cet impact se remarque annuellement ou sur une période de plusieurs années à mesure que la ville grossit, mais on le discerne habituellement mieux les jours de beau temps (ciel clair et vent léger). À Montréal, par exemple, la pollution diminue la quantité d'énergie solaire d'environ 9 p. 100 annuellement, mais, certains jours, la diminution peut grimper jusqu'à 25 p. 100. Parce qu'il est plus chaud qu'à la campagne environnante, on retrouve souvent un « îlot thermique » au centre d'une ville. Dans la plupart des grandes villes canadiennes, l'effet d'îlot thermique annuel est compris entre 1 et 2 °C, mais il peut parfois être beaucoup plus élevé. Durant les soirées estivales calmes et claires, il fait de 5 à 6 °C à Brandon, de 6 à 7 °C à Saint-Hyacinthe, de 9 à 10 °C à Hamilton, de 10 à 11 °C à Vancouver et de 11 à 12 °C à Winnipeg, Edmonton et Montréal. Ces dernières données sont parmi les plus élevées au monde. Même durant les nuits arctiques, des villes comme Inuvik présentent un îlot thermique.
L'humidité relative est presque toujours plus faible en ville (en raison de la chaleur), mais la quantité réelle de vapeur d'eau est souvent plus élevée, surtout la nuit et en hiver. En hiver, dans de grandes villes des Prairies, telles qu'Edmonton, la combustion du gaz naturel visant à chauffer les immeubles et les maisons libère de la vapeur d'eau et augmente l'humidité et la possibilité de formation de brouillard glacé lorsque la température descend en dessous de -30 °C. Des localités situées à des latitudes élevées, comme Inuvik, peuvent également subir ce brouillard déplaisant.
Les vents des villes sont généralement moins forts, sauf autour des grands immeubles où l'accélération éolienne (jetting) peut poser problème. Les villes donnent aussi naissance à leur propre circulation éolienne. On sait peu de choses sur les effets des villes canadiennes sur les précipitations. Des recherches menées à l'étranger laissent croire que les villes augmentent les précipitations estivales, alors qu'en hiver l'îlot thermique peut faire fondre une partie des chutes de neige avant qu'elles ne soient enregistrées comme telles.
