Menschliche Siedlungen waren schon immer wärmer als ihr Umland. Die klimatische zwischen Stadt und Land ist heute aber schon größer als früher auch weil moderne Städte viel langsamer abkühlen. Beton und Asphalt wirken als Speicher. Straßen, Fassaden und Dächer nehmen die Lichtenergie der Sonne auf und strahlen sie zeitversetzt als Wärmeenergie wieder ab. Außer dem profitieren Städte deutlich weniger von der Abkühlung, die entsteht wenn Niederschläge verdunsten. 

Auf dem Land halten Wiesen, Wälder und Felder das Regenwasser für eine Zeit. Die Feuchtigkeit auf der Oberfläche der Pflanzen verwandelt sich dann allmählich in Dampf, dabei entsteht Verdunstungskälte. In Städten dagegen fließt der Regen über versiegelte Flächen und verschwindet in der Kanalisation.

Klimatologen prognostizieren für Mitteleuropa mehr sommerliche Hochdruckgebiete. Horizontal weht weniger Wind, vertikal liegen die warmen Luftschichten wie ein Deckel über den Stadtgebieten. Der Temperaturaustausch zwischen Stadt und Land wird blockiert. Bis zu zehn Grad Celsius kann der Unterschied zwischen einer Innenstadt und dem Stadtrand dann betragen.

Wegen solcher austauscharmen Wetterlagen werden sich Städte immer häufiger aufheizen. Nachts ist dieser Effekt dann am stärksten. Die ungewohnten Temperaturen für dann zu Hitzestress. Weil der Luftaustausch blockiert ist, reichern sich in der Stadt mehr Gas- und Partikelförmige- Schadstoffe an. Hitze und Sonnenstrahlen lassen außerdem noch mehr Stickoxide, die durch Autoverkehr und Industrieanlagen entstehen, zu bodennahem Ozon zerfallen. Das Reizgas schädigt die Atemwege und kann unter anderem zu Asthma führen.

Dunkle Oberflächen absorbieren besonders viel Sonnenlicht. Eine einfache Gegenmaßnahme wäre daher, Oberflächen weiß oder wenigstens mit heller Farbe zu gestalten. Die Lichtenergie dringt nicht ein, sondern wird reflektiert, was allerdings den Haken hat, dass das diffuse Licht die Umgebung aufwärmen kann. Ideal sind deshalb bepflanzte Fassaden und Dächer mit immer grünen Gewächsen. Im Winter schützt die isolierende Schicht vor Kälte, im Sommer vor Hitze. Außerdem kann die Biomasse am Gebäude Niederschläge aufnehmen und Verdunstungskälte produzieren.   

Ob das städtische Leben erträglich bleiben wird, hängt aber entscheidend davon ab, ob der Luftaustausch mit dem Umland funktioniert. Das ist für Stadtplaner nicht einfach zu berücksichtigen. Nötig sind ausreichend große Gebiete vor der Stadt, in denen Kaltluft entsteht und ausreichend große, möglichst miteinander verbundene Freiflächen, damit die kalte Luft ins Stadtinnere fließen kann. Der erste Punkt widerspricht dem anhaltenden Trend zur zersiedelten Peripherie, der zweite den Verwertungsinteressen der Grundbesitzer.