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The dependence of the urban heat island intensity on latitude – A statistical approach

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The question about a possible dependence of the Urban Heat Island (UHI) on latitude and its causes has not been solved satisfactorily up to now. This paper tries to give an answer to the problem by extracting the UHI of cities on a global scale from the available international scientific literature and treating them with various statistical methods. In addition parameters like the city population, use of primary energy, topographic features, height above sea level and the energy balance of the earth's surface are included into the statistical calculations in order to substantiate a latitudinal variation of the UHI. Three main results could be derived from the statistical examinations, namely: 1. The UHI shows a trend to increase from low to high latitudes 2. The part of the observed variance of the UHI explained by its latitudinal variation, however, remains relatively small with about 6 %. 3. A statistically significant dependence of the UHI on latitude is based mainly on the latitudinal variation of anthropogenic heat production and radiation balance.

German
Die Frage nach einer möglichen Breitenabhängigkeit der städtischen Wärmeinsel (UHI) und deren Ursachen ist bis heute nicht zufriedenstellend beantwortet. Die vorliegende Publikation versucht zur Lösung des Problems beizutragen, indem aus der frei zugänglichen internationalen Fachliteratur Daten zur UHI von Städten im globalen Umfang entnommen und anschließend mit unterschiedlichen statistischen Methoden bearbeitet wurden. Parameter wie die Größe der Stadtpopulation, der Verbrauch an Primärenergie, topographische Merkmale, die Geländehöhe über dem Meeresspiegel und die Energiebilanz der Erdoberfläche werden in die statistischen Berechnungen miteinbezogen, um eine Breitenabhängigkeit der UHI zu untermauern. Die statistischen Untersuchungen führten zu drei wesentlichen Ergebnissen: 1. Die UHI zeigt die Tendenz einer Zunahme von niederen zu hohen Breiten. 2. Der Anteil der beobachteten Varianz der UHI, der durch ihre Breitenabhängigkeit erklärt wird, bleibt allerdings mit etwa 6 % relativ klein. 3. Eine statistisch signifikante Breitenabhängigkeit der UHI wird hauptsächlich durch eine Breitenvariation der anthropogenen Wärmeproduktion und der Strahlungsbilanz bedingt.
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Document Type: Research Article

Publication date: 2005-10-01

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