Mestni toplotni otok (MTO) je pojav, pri katerem zgoščena pozidava in odpadna toplota zaradi človekove dejavnosti (najbolj izstopajo klimatske naprave in motorji z notranjim izgorevanjem) povzročata rahlo toplejše urbano območje v primerjavi z okoliškim podeželskim območjem. Postavljena je bila domneva, da je MTO pomembno vplival na podatke o temperaturi v 20. stoletju, stoletju hitre širitve mestnih območij.

Znanstveniki so bili zelo temeljiti pri dokazovanju, da MTO ne vpliva na izračunane temperaturne trende. Da bi odgovorili na to vprašanje, so primerjali podatke z odročnih postaj (z lokacij, kjer ni človekovega vpliva) in podatke z bolj mestnih lokacij. Prav tako so raziskovalci primerjali podatke podeželskih in mestnih postaj na Kitajskem, ki je doživela hitro rast urbanizacije v zadnjih 30-tih letih in je zato primerna za prikaz MTO. Razlike v potekih odstopanj temperature med idealnimi podeželskimi in mestnimi postajami so bile zelo majhne.

Slika 1. Letno povprečje temperaturnih odstopanj. Pikčasta zelena in rjava črta predstavljata podatke iz Jones in sod. (1990) s podatki za 42 podeželskih in 42 mestnih postaj, neprekinjena zelena in in rjava iz Li in sod. (2004) s prilagojenimi podatki za 42 podeželskih in 42 mestnih postaj. Modra krivulja prikazuje neprilagojen niz podatkov iz Li in sod. (2004) za 728 mestnih in podeželskih postaj. CRUTEM3v (rdeče) je niz podatkov za kopno (Brohan in sod., 2006). V tem prikazu so bili uporabljeni podatki za obdobje 1954–83.

Na drugačen način lahko pristopimo k raziskavam MTO, če pogledamo, kje po svetu se je najbolj segrelo. MTO naj bi najbolj vplival na segrevanje, kjer živi največ ljudi. Vendar, če pogledamo na sliko 2, vidimo, da so se največje temperaturne spremembe zgodile v Rusiji, na Aljaski, najsevernejšem delu Kanade in na Grenlandiji - torej ne tam, kjer se je urbanizacija najbolj širila.

Slika 2. Prikaz spremembe globalnih temperatur površja z uporabo podatkov NASA/GISS od leta 1885 do 2006

Učinek mestnega toplotnega otoka nima omembe vrednega vpliva na spreminjanje globalne temperature.