Средние годовые температуры воздуха в больших городах, таких как Москва или Санкт-Петербург, выше, чем в окружающей их сельской местности на 1-2°С. Но это средние характеристики. В разное время суток и года, как и при различных условиях погоды, это колебание может изменяться в широких пределах: в отдельных случаях в городах может быть даже на 8-10° теплее, чем в окрестностях, а, например, при низкой плотной облачности, разницы может и не быть, или, в городе может быть даже холоднее. В ясную, малооблачную погоду, как летом, так и зимой, в городах обычно теплее, чем за городом, на несколько градусов. Это бывает особенно заметно в ночное время суток. В чем же дело? Известно, что в городах больше, чем за их пределами, сжигается топлива и больше тепла отдается в окружающую среду. Но главная причина заключается не в этом. Специальные исследования показали, что примерно на 9/10 повышение температуры в городах связано с загазованностью воздуха и особенно с увеличением содержания в городском воздухе углекислого газа, водяного пара и других примесей, создающих "парниковый" эффект. Некоторые газы отличаются избирательной способностью поглощения лучистой энергии. Пропуская беспрепятственно большинство лучей коротковолновой части спектра, направленных «сверху вниз», то есть от Солнца к земной поверхности, они поглощают значительную часть излучаемой земной поверхностью длинноволновой лучистой энергии, то есть излучения, направленного «снизу вверх». Поэтому отдача тепла земной поверхностью в космическое пространство уменьшается, тепло остается в пределах нижнего приземного слоя воздуха, что особенно ощутимо в ясные ночи. Таким образом, главной причиной повышения температуры воздуха в городах кроется в изменении условий радиационно-теплового баланса над территорией города по сравнению с окрестностями. Теплоотдача городских отапливаемых построек также играет свою роль, но она все же второстепенная: на нее приходится лишь около 10% общей разности температуры между городом и окрестностями.