国外对城市热岛研究的相对较早，Luke Howard自1811年起记录伦敦市30年市区和郊区的气温变化，发现城市中心区域气温明显高于四周郊区的气温，并在Climate of London，deduced from meteorological observation一书中首次记载了热岛效应这一现象。20世纪50年代，英国学者Manley对该现象首次提出城市热岛的概念（Manley，1958）。学术界公认的城市热岛效应是指快速城市化和工业化过程中导致城市大气温度和地表温度高于周边郊区或乡村等非城市环境的一种温度差异性现象（姚远，2018）。而城市空间热环境则是气象和环境研究领域的专家学者在城市热岛概念的基础上进行扩展延伸后提出的概念。2008年，Rizwan等将形成城市热岛效应的因素包括人为可控制因素和人为不可控制因素2大类。其中，人为可控制因素包括与城市设计结构相关因素和人口相关因素，前者包括天穹角、绿地面积和建筑材料等，后者主要有人工热源和空气污染。而人为不可控制因素包括气旋、季节、昼夜条件、风速以及云等。太阳辐射是地表的主要热量来源，地表长波福射是大气的主要热量来源。城市化引起城市地表覆盖的性质和结构的改变，使其能够吸收和存储更多的热能，进而向上更多福射的能量供给大气；同时空气污染使得近地表温室气体增多，大气能够吸收更多的能量；向周围环境释放的人工热源能够直接引起大气温度升高。研究表明，风速和云覆盖能够缓解城市热岛效应，反气旋天气能够促进城市热岛效应等。对人为可控制因素的研究有助于减缓城市热岛对策的研究，如提高建筑材料的反照率、提高城区植被覆盖、环保建筑设计等。由此可见，城市热岛是在多种因素的交互作用下形成的，应该综合考虑所有的可控制因素，而不是局限于某一个因子（盛莉，2013）。

图1-3　城市热岛产生机制图(www.daowen.com)