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Die städtische Atmosphäre ist stärker mit Verschmutzungen belastet, hierunter auch feste Partikel. Gemeinsam mit der künstlichen Oberfläche der Stadt tragen diese zu einer Veränderung der Strahlungsbilanz gegenüber dem Umland bei. Die Strahlungsbilanz und die Wärmebilanz sind eng miteinander verknüpft. Die Wärmebilanz wird insbesondere durch die große Masse an Gebäuden sehr komplex. In die Bilanz müssen die Wärmeübertragung durch Wände und Straßen sowie zum Boden eingerechnet werden. Hinzu kommt die vom Menschen erzeugte Wärme aus Heizungen sowie anderen Wärmequellen in Haushalt und Industrie. Der Hauptteil der Wärme entspringt der Verbrennung fossiler Energieträger.
Die Faktoren in der Wasserbilanz sind dieselben wie im Umland. Jedoch ist der Niederschlag in der Stadt höher und die Verdunstung niedriger. Durch Luftverschmutzungen und den hohen Geräuschpegel wirkt sich das Stadtklima negativ auf die Gesundheit der Menschen aus. Die Verunreinigung der Luft kann zu sauren Niederschlägen führen und die Sonnenstrahlung reduzieren, die den Erdboden erreicht. Parks und Grünflächen können helfen, die negativen Auswirkungen zu mildern.
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