El cambio climático y las ciudades están profundamente relacionados. Las ciudades son uno de los mayores contribuyentes y probablemente las mejores oportunidades para abordar el cambio climático. Las ciudades son también una de las partes más vulnerables de la sociedad humana a los efectos del cambio climático y probablemente una de las soluciones más importantes para reducir el impacto ambiental de los seres humanos. Más de la mitad de la población mundial se encuentra en las ciudades y consume una gran parte de los alimentos y bienes producidos fuera de ellas. La ONU prevé que el 68% de la población mundial vivirá en zonas urbanas en 2050. Por lo tanto, las ciudades tienen una influencia significativa en la construcción y el transporte, dos de los principales contribuyentes a las emisiones del calentamiento global. Además, debido a los procesos que crean conflictos climáticos y, se espera que las zonas urbanas crezcan durante las próximas décadas, estresando las infraestructuras y concentrando a más personas empobrecidas en las ciudades.
Debido a la alta densidad y a efectos como el de la isla de calor urbana, es probable que los cambios meteorológicos debidos al cambio climático afecten en gran medida a las ciudades, exacerbando los problemas existentes, como la contaminación del aire, la escasez de agua y las enfermedades causadas por el calor en las áreas metropolitanas. Además, dado que la mayoría de las ciudades se han construido sobre ríos o zonas costeras, estas suelen ser vulnerables a los efectos posteriores de la subida del nivel del mar, que provocan inundaciones costeras:SPM-33 y erosión, y esos efectos están profundamente relacionados con otros problemas medioambientales urbanos, como el hundimiento y el agotamiento de los acuíferos.
Un informe del Grupo de Liderazgo Climático de las Ciudades C40 describe que las emisiones basadas en el consumo tienen un impacto significativamente mayor que las emisiones basadas en la producción dentro de las ciudades. El informe estima que el 85% de las emisiones asociadas a los bienes de una ciudad se generan fuera de ella. Las inversiones en adaptación y mitigación del cambio climático en las ciudades serán importantes para reducir el impacto de algunos de los mayores contribuyentes a las emisiones de gases de efecto invernadero: por ejemplo, el aumento de la densidad permite la redistribución del uso del suelo para la agricultura y la reforestación, la mejora de la eficiencia del transporte y la ecologización de la construcción (en gran parte debido al papel desmesurado del cemento en el cambio climático y a las mejoras en las prácticas de construcción sostenible y la climatización).En el pasado más reciente, el aumento de la urbanización también se ha propuesto como un fenómeno que tiene un efecto reductor en la tasa global de emisiones de carbono, principalmente porque con la urbanización viene la destreza técnica que puede ayudar a impulsar la sostenibilidad. Las listas de soluciones de alto impacto para el cambio climático suelen incluir soluciones centradas en las ciudades; por ejemplo, el Proyecto Drawdown recomienda varias inversiones urbanas importantes, como la mejora de la infraestructura para bicicletas, la modernización de edificios, la calefacción urbana, el transporte público y las ciudades transitables como soluciones importantes.
Por ello, la comunidad internacional ha formado coaliciones de ciudades (como el Grupo de Liderazgo Climático de las Ciudades C40 y el ICLEI) y objetivos políticos, como el Objetivo de Desarrollo Sostenible 11 ("ciudades y comunidades sostenibles"), para activar y centrar la atención en estas soluciones.
Emisiones Las ciudades albergan la mitad de la población mundial, consumen dos tercios de la energía y el 70% de los recursos naturales, y contribuyen con más del 70% de las emisiones mundiales de CO2. Las ciudades y las regiones también son especialmente vulnerables a los peligros y la contaminación relacionados con el clima. El peligro climático y la contaminación también afectan de forma desproporcionada a los pobres, aumentando la desigualdad. Dado que la mitad de la población mundial reside en zonas urbanas, se producirá un aumento del uso de la energía que conlleva el cambio climático. Uno de ellos será el aire acondicionado, ya que como el cambio climático viene acompañado de temperaturas más altas, muchas personas empezarán a necesitar más sistemas de refrigeración, por lo que esto se traduce en más aire acondicionado y modelos más nuevos de sistemas de refrigeración. Aunque cada vez más personas viven en ciudades, lo que puede provocar escasez, las ciudades emiten menos carbono que las zonas rurales, ya que el tamaño de las casas es menor, se utiliza más la calefacción de gas en lugar del propano, se utiliza menos el transporte con combustible de carbono y más personas comparten espacios comunes como lavaderos y cocinas. Aunque las ciudades crean algunos problemas, es importante darse cuenta de que la mayor densidad de población genera menos emisiones de carbono, lo que beneficia al cambio climático.
Campo de estudio La perspectiva de la investigación sobre las ciudades y el cambio climático se inició en la década de 1990, cuando la comunidad internacional empezó a ser cada vez más consciente de las posibles repercusiones del cambio climático. Los especialistas en estudios urbanos Michael Hebbert y Vladmir Jankovic sostienen que este campo de investigación surgió de un conjunto más amplio de investigaciones sobre los efectos del desarrollo urbano y la vida en el medio ambiente que comenzó ya en la década de 1950. Desde entonces, la investigación ha indicado las relaciones entre el cambio climático y la urbanización sostenible: el aumento del empleo en las ciudades reduce la pobreza y aumenta la eficiencia.
La Red de Investigación del Cambio Climático Urbano del Instituto de la Tierra de la Universidad de Columbia ha publicado dos evaluaciones internacionales. La primera de ellas (ARC3.1) se publicó en 2011, y la segunda de ellas (ARC3.2) se publicó en 2018. Estos documentos actúan como resúmenes académicos sobre esta materia de forma similar a los informes del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático. Se está elaborando un tercer informe desde 2020.
Las ciudades como laboratorios Las ciudades son un buen objeto de estudio porque pueden invertir mucho en políticas experimentales a gran escala que podrían aplicarse en otros lugares (como las prácticas avanzadas de planificación urbana de San Diego, que podrían aplicarse en otros lugares de Estados Unidos). Varios estudiosos abordan esta cuestión de diferentes maneras, pero describen este entorno de "laboratorio urbano" para probar una gran variedad de prácticas. Por ejemplo, el libro Life After Carbon documenta una serie de ciudades que actúan como "laboratorios urbanos de innovación climática". Estas ciudades como laboratorios ofrecen una forma eficaz de detectar el cambio climático observando los efectos del efecto invernadero en los tejados, los árboles de las calles y otras variables ambientales dentro de un entorno urbano. Este método de observar los efectos de las olas de calor en las ciudades ofrecerá una forma de enfrentarse al problema del efecto del calor, el cual será resuelto por las ciudades en el futuro.
Impacto en la salud Se ha observado que el cambio climático ha causado un impacto en la salud humana y en los medios de vida en los entornos urbanos. En estos, las ciudades se ven afectadas por múltiples riesgos climáticos y no climáticos que magnifican los daños causados a la salud humana. Por ejemplo, las olas de calor se han intensificado en las ciudades debido a la combinación de múltiples factores que se suman al cambio climático. El impacto sobre la salud humana en los entornos urbanos es más profundo en los residentes urbanos marginados económica y socialmente.:SPM-11
Resiliencia urbana El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) define la resiliencia como "la capacidad de un sistema social o ecológico para absorber las perturbaciones conservando la misma estructura básica y formas de funcionamiento, la capacidad de autoorganización y la capacidad de adaptación al estrés y al cambio". Una de las nociones más importantes en las que hace hincapié la teoría de la resiliencia urbana es la necesidad de que los sistemas urbanos aumenten su capacidad de absorber las perturbaciones ambientales. Al centrarse en tres elementos generalizables del movimiento de resiliencia, el marco de resiliencia urbana de Tyler y Moench sirve como modelo que puede aplicarse para la planificación local a escala internacional.
El primer elemento de la resiliencia climática urbana se centra en los "sistemas" o la infraestructura física integrada en los sistemas urbanos. Una preocupación fundamental de la resiliencia urbana está vinculada a la idea de mantener los sistemas de apoyo que, a su vez, permiten las redes de aprovisionamiento e intercambio para las poblaciones de las zonas urbanas. Estos sistemas se refieren tanto a la infraestructura física de la ciudad como a los ecosistemas que se encuentran dentro o en los alrededores del centro urbano, al tiempo que trabajan para proporcionar servicios esenciales como la producción de alimentos, el control de las inundaciones o la gestión de la escorrentía. Por ejemplo, la electricidad de la ciudad, una necesidad de la vida urbana, depende del funcionamiento de los generadores, las redes y los embalses lejanos. El fallo de estos sistemas básicos pone en peligro el bienestar humano en estas zonas urbanas, con lo que es crucial mantenerlos ante las inminentes perturbaciones medioambientales. Las sociedades necesitan incorporar la resiliencia a estos sistemas para lograr tal hazaña. Los sistemas resilientes trabajan para "garantizar que la funcionalidad se mantenga y pueda restablecerse a través de los vínculos del sistema" a pesar de algunos fallos o perturbaciones operativas. Garantizar la funcionalidad de estos importantes sistemas se consigue inculcando y manteniendo la flexibilidad en presencia de un "fallo seguro". Los sistemas resilientes logran la flexibilidad asegurándose de que las funciones clave se distribuyan de manera que no se vean afectadas todas por un determinado evento a la vez, lo que suele denominarse diversidad espacial, y que tengan múltiples métodos para satisfacer una determinada necesidad, lo que suele denominarse diversidad funcional. La presencia de fallos seguros también desempeña un papel fundamental en el mantenimiento de estos sistemas, que funcionan absorbiendo choques repentinos que pueden incluso superar los umbrales de diseño. No cabe duda de que las perturbaciones del entorno pondrán a prueba la destreza de estos sistemas, por lo que la presencia de fallos seguros parece ser una necesidad.