@phdthesis{Zhou2017,
  author    = {Zhou, Bin},
  title     = {On the assessment of surface urban heat island},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-404383},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {xiii, 119},
  year      = {2017},
  abstract  = {Inwiefern St{\"a}dte unter den Megatrends der Urbanisierung und des Klimawandels nachhaltig gestaltet werden k{\"o}nnen, bleibt umstritten. Dies ist zum Teil auf unzureichende Kenntnisse der Mensch-Umwelt-Interaktionen zur{\"u}ckzuf{\"u}hren. Als die am vollst{\"a}ndigsten dokumentierte anthropogene Klimamodifikation ruft der Urbane Hitzeinsel (UHI) Effekt weltweit Sorgen hinsichtlich der Gesundheit der Bev{\"o}lkerung hervor. Dazu kommt noch ein immer h{\"a}ufigeres und intensiveres Auftreten von Hitzewellen, wodurch das Wohlbefinden der Stadtbewohner weiter beeintr{\"a}chtigt wird. Trotz eines deutlichen Anstiegs der Zahl der UHI-bezogenen Ver{\"o}ffentlichungen in den letzten Jahrzehnten haben die unterschiedlichen Definitionen von st{\"a}dtischen und l{\"a}ndlichen Gebieten in bisherigen Studien die allgemeine Vergleichbarkeit der Resultate stark erschwert. Dar{\"u}ber hinaus haben nur wenige Studien den UHI-Effekt und seine Einflussfaktoren anhand einer Kombination der Landnutzungsdaten und der thermischen Fernerkundung systematisch untersucht. Diese Arbeit stellt einen allgemeinen Rahmen zur Quantifizierung von UHI-Intensit{\"a}ten mittels eines automatisierten Algorithmus vor, wobei St{\"a}dte als Agglomerationen maximal r{\"a}umlicher Kontinuit{\"a}t basierend auf Landnutzungsdaten identifiziert, sowie deren l{\"a}ndliche Umfelder analog definiert werden. Durch Verkn{\"u}pfung der Landnutzungsdaten mit Landoberfl{\"a}chentemperaturen von Satelliten kann die UHI-Intensit{\"a}t robust und konsistent berechnet werden. Anhand dieser Innovation wurde nicht nur der Zusammenhang zwischen Stadtgr{\"o}ße und UHI-Intensit{\"a}t erneut untersucht, sondern auch die Auswirkungen der Stadtform auf die UHI-Intensit{\"a}t quantifiziert. Diese Arbeit leistet vielf{\"a}ltige Beitr{\"a}ge zum tieferen Verst{\"a}ndnis des UHI-Ph{\"a}nomens. Erstens wurde eine log-lineare Beziehung zwischen UHI-Intensit{\"a}t und Stadtgr{\"o}ße unter Ber{\"u}cksichtigung der 5,000 europ{\"a}ischen St{\"a}dte best{\"a}tigt. Werden kleinere St{\"a}dte auch ber{\"u}cksichtigt, ergibt sich eine log-logistische Beziehung. Zweitens besteht ein komplexes Zusammenspiel zwischen der Stadtform und der UHI-Intensit{\"a}t: die Stadtgr{\"o}ße stellt den st{\"a}rksten Einfluss auf die UHI-Intensit{\"a}t dar, gefolgt von der fraktalen Dimension und der Anisometrie. Allerdings zeigen ihre relativen Beitr{\"a}ge zur UHI-Intensit{\"a}t eine regionale Heterogenit{\"a}t, welche die Bedeutung r{\"a}umlicher Muster w{\"a}hrend der Umsetzung von UHI-Anpassungsmaßnahmen hervorhebt. Des Weiteren ergibt sich eine neue Saisonalit{\"a}t der UHI-Intensit{\"a}t f{\"u}r individuelle St{\"a}dte in Form von Hysteresekurven, die eine Phasenverschiebung zwischen den Zeitreihen der UHI-Intensit{\"a}t und der Hintergrundtemperatur andeutet. Diese Saisonalit{\"a}t wurde anhand von Luft- und Landoberfl{\"a}chentemperaturen untersucht, indem die Satellitenbeobachtung und die Modellierung der urbanen Grenzschicht mittels des UrbClim-Modells kombiniert wurden. Am Beispiel von London ist die Diskrepanz der Saisonalit{\"a}ten zwischen den beiden Temperaturen vor allem auf die mit der einfallenden Sonnenstrahlung verbundene Besonderheit der Landoberfl{\"a}chentemperatur zur{\"u}ckzuf{\"u}hren. Dar{\"u}ber hinaus spielt das regionale Klima eine wichtige Rolle bei der Entwicklung der UHI. Diese Arbeit ist eine der ersten Studien dieser Art, die eine systematische und statistische Untersuchung des UHI-Effektes erm{\"o}glicht. Die Ergebnisse sind von besonderer Bedeutung f{\"u}r die allgemeine r{\"a}umliche Planung und Regulierung auf Meso- und Makroebenen, damit sich Vorteile der rapiden Urbanisierung nutzbar machen und zeitgleich die folgende Hitzebelastung proaktiv vermindern lassen.},
  language  = {en}
}