مناخ المدينة يختلف عن مناخ أطراف المدينة ويختلف عن مناخ الريف المجاور. ولابد من الانتباه مقدماً إلى حقيقة إن الحديث عن مناخ المدينة واختلافه يعني اختلاف هذه المناخ عن المناطق المجاورة له. أي إن المقارنة تتم بين منطقتين متجاورتين تقعان في إقليم مناخي واحد، وليس بين مدينتين تقعان في إقليمين مناخيين مختلفين فالاختلاف بين الأقاليم المناخية حقيقة معروفة ولها عوام لها، أما موضوعنا فانه ينصب على منطقة معينة اختلف مناخها المحلي بسبب اختلاف شكل استخدامات الأرض. ففي منطقة تخضع لنفس الظروف المناخية العامة، وفي إقليم مناخي واحد، تختلف تفاصيل المناخ المحلي بين الريف والمدينة لجملة أسباب هي:

1- اختلاف المواد المستعملة في البناء: تتكون بنايات المدينة من الطابوق والاسمنت والحجر والحديد، وشوارعها مرصوفة بالحجر أو الإسفلت في حين تكون أبنية الريف من الطين أو أقل استخداماً لهذه المواد، كما إن الطرقات في الريف نادراً ما ترصف بالإسفلت، اختلاف كمية الطاقة المستوعبة بين مواد البناء معروفة. فالأسمنت مثلاً يستوعب كمية من الطاقة تفوق الكمية التي يستوعبها الطين بثلاث مرات. وجميع المواد المستخدمة في البناء في المدينة لها قابلية مرتفعة على إيصال الحرارة مقارنة بالطين. فما نحتاجه من طاقة لتسخين المدينة هو اقل بكثير من الطاقة المطلوبة لتسخين الريف. ويلاحظ إن الأرض المرصوفة بالإسفلت تسخن أسرع بكثير من الأرض الغير مرصوفة. فقد وجد في كولومبيا (ميريلاند) أن حرارة الأرض المزروعة 31م في حين سجلت الأرض المرصوفة بالإسفلت في المنطقة نفسها 44 م . كما أن درجة الحرارة على عمق عدة سنتمترات في التربة هي اقل من درجة الحرارة على نفس العمق في مواد البناء. ويظهر إثر هذا الاختلاف ليلاً، حيث تشع البنايات كمية من الطاقة أكبر ولفترة أطول مما يحدث مع التربة. لذلك تكون المدينة أكثر حرارة من الريف مساءاً.

2ـ  اختلاف أشكال واتجاهات بنايات المدينة عن الريف: نظام التسخين في المدينة نظام معقد ، بينما نظام التسخين في الريف نظام بسيط يتضح من الشكل إن الأشعة الشمسية الساقطة على المدينة تتضخم، وذلك بسبب إن جدران الأبنية تعكس الأشعة الساقطة عليها فيعود جزء منها إلى ارض المدينة مما يضخم هذه الأشعة. بينما في الريف تسقط الأشعة لوحدها من غير تضخيم بل إن جزء من هذه الأشعة قد يحجب بواسطة الأشجار التي تمنع الأشعة من الوصول إلى سطح الأرض في الريف، كما إن جزء مهم من هذه الطاقة يستهلك في تيجان الأشجار. لذلك تتضاعف كمية الطاقة المكتسبة على ارض المدينة قياساً بالريف المجاور. ومما يزيد من حالة التعقيد هذه إن الأبنية العالية في المدينة تحجب وتخفف من سرعة الرياح داخل المدينة مما يعمل على بطه تبدد الطاقة المكتسبة في المدينة، بينما ارض الريف المفتوحة تسمح بتبدد أسرع للطاقة من ارض الريف.

3- المدينة مولد كبير للطاقة الكثافة السكانية العالية في المدينة يتطلب استخدام كبير لوسائط النقل والتي منها شخصية، كما يستخدم هؤلاء الناس الوقود لأغراض الطبخ والتدفئة والتبريد ، مع عدد كبير من المعامل الصناعية التي تستخدم الوقود بكميات كبيرة، يجعل المدينة كمولد ضخم للطاقة. فالمعروف إن حرق الوقود يحرر طاقة حرارية، وكمية هذه الطاقة الحرارية المحررة في المدينة كبيرة جداً. فقد قدرت الطاقة المضافة في المدن الأمريكية إلى جو المدينة بنسبة 10-15٪ من الطاقة الشمسية الواصلة إلى ارض المدينة، وبنسبة 33 من الإشعاع الشمسي الواصل إلى المدن الأوربية. إن هذه الكمية من الطاقة مع العوامل الأخرى المؤثرة على مناخ المدينة يمكن أن ترفع درجة الحرارة حوالي 1-2م للحرارة العظمى اليومية عن حرارة الريف المجاور، وبين 1 - 9م للصغرى اليومية عن حرارة الريف. ولإعطاء فكرة عن الطاقة المضافة إلى جو المدينة .

4 ـ  طريقة تصريف مياه الأمطار في المدينة في المدينة: نظام تصريف مياه الأمطار يجعل هذه المياه تتصرف بسرعة إلى المجاري المخصصة لها. كما إن مواد البناء والطرق في المدينة تتكون من مواد لا تمتص الماء. وفي المدن التي تسقط فيها الثلوج، فان سلطات المدينة تعمل بسرعة على إزاحتها لأنها تهدد وسائط النقل. لذلك تبدو المدينة جافة بعد وقت قصير من سقوط الأمطار أو تهاطل الثلوج. بينما في الريف تمتص التربة قدراً كبيراً من مياه الأمطار، وإذا سقطت الثلوج فان الذوبان البطيء لها يسمح للتربة أن تمتص أكبر قدر ممكن من المياه الذائبة. هذه الحالة تجعل التربة في الريف رطبة، بينما الطرقات في المدينة جافة. لذلك تستهلك تربة الريف كمية كبيرة من الطاقة الواصلة للريف في تبخير الماء، إذا علمنا أن كل غرام من الماء يحتاج إلى 580 سعره لكي يتبخر، بينما الثلج يحتاج إلى 660 سعره لكي يتبخر. وبذلك رطوبة التربة في الريف تستهلك كميات كبيرة من الطاقة لأغراض التبخير، بينما الطاقة الواصلة للمدينة تستعمل كلها في التسخين. وبذلك تختل الموازنة الحرارية في المدينة لمصلحة رفع حرارتها.

5 ـ  نسبة التلوث في هواء المدينة أعلى من الريف بكثير . فالمعامل والسيارات تحمل الهواء في المدينة مواد ملوثة صلبه وسائلة وغازية، وأن نسبة 80٪ من المواد الملوثة الصلبة صغيرة الحجم جداً بحيث أنها تستطيع البقاء معلقة في الهواء إلى أن يأتي المطر ليسقطها . هذه المواد الصلبة تقلل من الإشعاع الشمسي الوارد إلى أرض المدينة، وبنفس الوقت تقلل من هروب الإشعاع الأرضي من المدينة. كما أن هذه المواد تعمل كنوويات تكاثف لذلك تزداد نسبة التغييم في المدينة كما يتزايد تكرار الضباب. ولما كانت بعض الغازات عبارة عن بخار الماء، وغاز ثاني وأول أوكسيد الكاربون فان هذه الغازات تمتص الأشعة الأرضية بكفاءة. أي أن هذه الغازات تعمل عمل البيوت الزجاجية في أنها تمنع الإشعاع الأرضي من الهروب وبذلك يسخن هواء المدينة. إن تقليل هروب الإشعاع الأرضي قد يوازن أو يزيد عن الإشعاع الشمسي الذي تم حجبه بالغيوم والضباب أو بالمواد الملوثة الصلبة. قد تحتوي الملوثات الغازية أحياناً على غازات خطرة مثل غاز ثاني اوكسيد السلفر، يذوب هذا الغاز بمياه الأمطار مكوناً أمطار حامضية. ملوثات المدينة تعمل إذا على رفع درجة حرارة المدينة بالإضافة إلى التأثير الصحي السيئ لهذه الملوثات. إن هذه العوامل جميعاً عملت على إعطاء صفات خاصة لمناخ المدينة جعلته يختلف عن مناخ الريف المجاور . فمناخ المدينة بشكل عام يتميز بارتفاع درجة حرارته عن أطراف المدينة، وأطراف المدينة أكثر حرارة من الريف. وعندما تتأثر درجة الحرارة فان ذلك يؤثر على العناصر الأخرى بشكل أو بأخر، فتزداد نسبة التغييم، ونسبة تكرار الضباب . كما تنخفض سرعة الرياح ويقل الإشعاع الشمسي في جو المدينة قياساً بالريف المجاور.

الملاحظ إن التغيرات في مناخ المدينة هي بسبب تأثير عوامل ثابتة وعوامل متغيرة. فالأبنية والإسفلت، أي شكل المدينة هي من العوامل الثابتة. بينما كمية الطاقة المولدة في المدينة وكذلك نسبة التلوث في هواء المدينة هي من العوامل المتغيرة. فهذه العوامل تختلف بين الصيف والشتاء وبين أيام العطل وأيام العمل. كما تختلف كثافة هذه العوامل ومن ثم تأثيرها بحسب اختلاف الوظيفة الأساسية للمدينة وحجمها وكثافة السكان فيها فالمدن الصناعية الكبرى يكون تأثير هذه العوامل فيها واضحاً، وكلما قل التركيز الصناعي قل وضوح هذه العوامل. كما تلعب الكثافة السكانية دوراً في بروز هذه العوامل، فكلما قلت الكثافة السكانية قل تأثير هذه العوامل. ولكن مع ذلك ما يجمع هذه المدن جميعاً إنها ذات مناح يختلف بشكل أو بآخر عن مناخ المنطقة المجاورة حرارته. وبذلك فان الهواء المحمل بذرات صلبه ومواد غازية أخرى سيرتفع أكثر من اليوم السابق مكوناً خيمة المدينة والتي تنحدر أطرافها إلى الضواحي. وهكذا يصبح نسيم الريف أنشط من اليوم السابق في المساء يساعد تبريد الذرات الصلبه والهواء على ظهور أو تكرار ظاهرة الضباب الدخاني Smog، وذلك لان المواد الملوثة ستكون نوويات يتكاثف حولها بخار الماء. وتبدأ طبقات الضباب بالنزول من أعلى الخيمة إلى الأسفل ، وإذا كان اليوم خالياً من الأمطار فان المواد الصلبة ستبقى معلقة في الهواء ليضاف إليها مواد جديدة في يوم العمل التالي. أما إذا صادف هبوب رياح قوية فإنها أو الأمطار ستساعد على إزاحة أو تخفيف نسبة التلوث في هواء المدينة. لذلك كثيراً ما تصادف المدن الصناعية ارتفاع شديد في تلوث هوائها خاصة عندما يسيطر عليها الضغط العالي لفترة من الزمن. ويكون تأثير هذا التلوث هو في رفع درجة حرارة المدينة أكثر فضلاً عن تأثيرها السيئ في الصحة العامة مما قد يؤدي إلى وفيات.

إن الاختلاف في درجات الحرارة بين يوم العمل ويوم العطلة قد يصل إلى 3م صباحاً والى 5م عصراً. أما في المساء فالفرق يزيد قليلاً عن 5م إن هذا الاختلاف في الحرارة يعود إلى تأثير المواد الملوثة والطاقة الإضافية التي تضاف إلى هواء المدينة في أيام العمل. أما بالنسبة إلى الضباب والأمطار فإنها أكثر في أيام العمل من أيام العطل إذا كانت الظروف الأخرى مؤاتيه لتكونها . أما الدورة الهوائية فوق المدينة والريف المجاور فإنها تشتد نهاراً في أيام العمل عن أيام العطل. يلاحظ من هذا الاستعراض إن مناخ المدينة بصفاته التي سوف نتناولها في المبحث القادم قد اختلفت بين أيام العطل وأيام العمل. كما إنها تختلف بين المدينة والريف المجاور. إن هذا الاختلاف قد أوجد ما يسمى بمناخ المدينة. لذلك فالعوامل التي تم شرحها سابقاً هي المسئولة عن ظهور مناخ المدينة.