Kasvavan kaupungistumisen johdosta kaupunki-ilmaston tutkiminen on kasvanut selvästi viimeisten vuosikymmenien aikana. Yleisimmin tunnettu kaupungistumisen aiheuttama ilmiö on lämpösaarekeilmiö, jossa yöaikaan kaupungin ilmanlämpötila pysyttelee selvästi ympäröiviä maaseutuja korkeammalla. Tämä ja monet muut kaupungissa koetut ilmiöt ovat ihmisen aiheuttamia ja siksi on tärkeää selvittää, miten kasvava kaupungistuminen tulee jatkossa vaikuttamaan meidän jokapäiväiseen elämään, terveyteen ja ympäristöömme.
Helsingin Kumpulassa sijaitseva SMEAR III (Station for Measuring Ecosystem-Atmosphere Relationships) kaupunkimittausasema sai syyskuussa 2010 uuden mittauspisteen Helsingin keskustaan Hotelli Tornin huipulle, missä mitataan mm. turbulenttista latentin ja havaittavan lämmön vuota. Tässä tutkielmassa tarkastellaan kaupunkialueen energiatasapainoa Helsingin keskustassa Tornissa tehtävien mittauksien avulla, sekä perehdytään energiatasapainon mallintamiseen yhdellä maailman pohjoisimmista kaupunkimittausasemista. Tutkielmassa käytetään mittauksia, jotka kattavat kokonaisen vuoden marraskuusta 2010 lokakuuhun 2011. Mitattuja lämmön turbulenttisia voita verrataan Surface Urban Energy and Water Balance Scheme -mallilla (SUEWS) mallinnettuihin voihin. Tarkoitus on selvittää sitä, kuinka hyvin malli toimii Helsingin keskustan hyvin tiheään rakennetulla kaupunkialueella. SUEWS:n lisäksi työssä käytetään Kormannin ja Meixnerin lähdealuemallia, jolla saadaan lasketuksi arvio mitattujen voiden lähdealueista.
Saatujen tuloksien mukaan Helsingin keskustassa havaittavan lämmön vuo on monta kertaa latentin lämmön vuota suurempaa. Mallinnettaessa energiatasapainon komponentteja SUEWS-mallilla havaittavan lämmön vuon arvot olivat melko lähellä mitattuja arvoja, mutta latentin lämmön vuon tapauksessa mallinnetut arvot olivat liian pieniä. Ongelmia aiheutti saatavilla olevan energian ja kosteuden liian vähäinen määrä, jotka johtuivat mm. mallinnuksessa käytetystä liian suuresta albedosta ja maankäytön aineiston karkeasta resoluutiosta. Antropogeenisen lämmön vuon määrä Helsingissä oli mallinnuksen mukaan noin 20-50 W m-2:llä, joka vastaa lauhkean vyöhykkeen kaupunkien keskiarvoja. Varastotermin käyttäytyminen oli oikeanlaista, jossa päivällä energiaa sitoutuu rakenteisiin ja yöllä sitä vapautuu ilmaan turbulenttisina voina. Yhteenlasketut energian lähdetermit eivät kuitenkaan olleet tarpeeksi isoja, joka kävi hyvin selväksi energiatasapainosuhteen avulla tehdystä vertailusta, jossa suhteeksi saatiin 1,26.
