Im Jahresverlauf wird Hamburg regelmäßig zur Wärmeinsel: Die Lufttemperaturen im Stadtgebiet liegen im Schnitt um 2 bis 3 Kelvin höher als außerhalb des dicht bebauten Bereichs. Ursächlich für den Wärmeinseleffekt sind neben der Wärmespeicherung von Gebäudeoberflächen weitere städtische Wärmequellen wie der Verkehr, die Industrie oder Heizanlagen. Hinzu kommt die fehlende oder geringe Vegetation, die durch Verschattung und Verdunstung kühlend wirken würde.
Der Indikator beruht auf Messdaten der DWD-Klimamessstationen Hamburg-Fuhlsbüttel und Hamburg-Neuwiedenthal. Letztere gilt im Klimamessnetz zwar nicht als Stadtstation, liegt aber in bebautem Gebiet und unterscheidet sich daher deutlich von den Verhältnissen der außerhalb des Stadtgebiets liegenden Station Hamburg-Fuhlsbüttel. Um den Wärmeinseleffekt der Hansestadt noch besser abzubilden, wird eine Umstellung des Indikators auf Daten der erst im Sommer 2018 in Betrieb genommenen Stadtklimastation Hamburg-Neustadt erfolgen, sobald eine ausreichend lange Zeitreihe dies ermöglicht.
Ein relevanter Wärmeinseleffekt liegt ab einer Temperaturdifferenz von 1 Kelvin zwischen Stadt und Umland vor. In den Sommermonaten seit 2005 wurde dieser Schwellenwert in Hamburg nur an vereinzelten Tagen unterschritten. Am häufigsten kam es zu maximalen täglichen Wärmeinselintensitäten zwischen 1 und 3 Kelvin. In den Jahren von 2012 bis 2016 sowie im Jahr 2020 traten an jeweils rund 30 Tagen auch Intensitäten von bis zu 6 Kelvin auf. Noch höher lag die Wärmeinselintensität nur an jeweils einem Tag in insgesamt elf Jahren der Zeitreihe. Zum bisher größten Wärmeinseleffekt in Hamburg kam es im Jahr 2018: Im außergewöhnlich heißen Sommer betrug der Temperaturunterschied zwischen Fuhlsbüttel und Neuwiedenthal 7,4 Kelvin.
Häufigere und ausgeprägtere Wärmeinselereignisse können – insbesondere bei längeren Hitzewellen (siehe Indikator Hitzewellen) - eine zunehmende gesundheitliche Belastung für die Bevölkerung Hamburgs bedeuten. Nicht nur gesundheitliche Einschränkungen wie Kreislaufprobleme, Müdigkeit oder Antriebslosigkeit zählen zu den möglichen Auswirkungen des Wärmeinseleffekts. Auch ökonomische Aspekte wie ein erhöhter Energiebedarf zur Kühlung von Gebäuden fallen zunehmend ins Gewicht.
