De warmteafgifte veroorzaakt door energiegebruik in de grote wereldsteden heeft invloed op de belangrijkste atmosferische luchtstromen.
Op de hogere breedtegraden van Noord-Amerika en Eurazië veroorzaken de grote steden tot wel een graad Celsius opwarming. Dat is een direct gevolg van hun warmteafgifte. Een drietal onderzoekers in Florida, Californië en Colorado beschouwde 86 stedelijke gebieden in de wereld. Die gebieden consumeerden in het jaar 2006 samen gemiddeld 6,7 terawatt aan vermogen, vooral voor verwarming en voor transport. Dat is bijna de helft van het wereldwijd geconsumeerde vermogen van 16 terawatt, waarmee het jaarlijkse menselijke energieverbruik uitkomt op 140.000 terawattuur.
De berekende extra warmte staat los van het zogenaamde urban heat effect, waarbij gebouwen en wegen in stedelijke gebieden efficiënter zonnestraling absorberen en als warmte weer afgeven. Het heeft evenmin een directe relatie met het effect van de koolstofdioxide-uitstoot, waarvan de honderd grootste steden ter wereld tweederde leveren.
Met name de verbranding van fossiele brandstoffen levert de extra energie. Alhoewel de hoeveelheid warmte-energie die de mens produceert gering is vergeleken met wat de zon op de aarde afvuurt, heeft die energie wel degelijk effect doordat zij zeer geconcentreerd in stedelijke gebieden vrijkomt, stellen de onderzoekers in Nature Climate Change. De onderzochte stedelijke gebieden komen vooral voor aan de oost- en de westkust in Noord-Amerika, in West-Europa en langs de oostelijke rand van Azië.
Straalstroom
Op het Noordelijke Halfrond verstoort de extra afvalwarmte de luchtstromen bovenin de atmosfeer. Dat kan effect hebben op de oppervlaktetemperaturen in veraf gelegen gebieden. Een van de effecten is volgens de onderzoekers een verbreding van de straalstroom, een sterkte luchtstroom die op gematigde breedte een golvende baan rondom de aarde volgt en de positie va hoge- en lagedrukgebieden dirigeert.
Nu is het afwachten of de internationale klimaatgemeenschap de conclusies omarmt. Voor klimaatmodellen zal dit nieuwe inzicht betekenen dat er aanpassingen nodig zijn. Dergelijke modellen houden al rekening met menselijke invloeden als de uitstoot van broeikasgassen en de verspreiding van roet- en stofdeeltjes in de atmosfeer. Wellicht nemen ze straks ook de geproduceerde warmte mee in hun berekeningen.