나무가 그늘을 만들어도 주변 공기는 더워질 때가 있을까요?

상세 설명

도시의 나무를 늘리는 것은 도시 열기를 완화할 방법으로 자주 제안됩니다. 나무가 증발산과 그늘을 통해 도시를 식힐 것으로 기대되기 때문입니다. 하지만 나무는 바람의 흐름과 도시의 공기역학적 거칠기도 바꾸어 열이 빠져나가는 것을 제한할 수 있습니다. 기존 연구에서는 기후와 시간대에 따라 나무의 냉각 효과가 다르게 나타났지만, 나무의 개별 효과를 분리하기가 어렵고 관측만으로는 불가능해 그 차이가 체계적으로 설명되지 않았습니다.

연구진은 기작 기반 도시 생태수문 모형을 이용해 나무가 복사, 증발산, 공기역학적 거칠기에 미치는 효과를 없애거나 추가하는 수치 실험을 했습니다. 서로 다른 기후의 네 도시인 피닉스, 싱가포르, 멜버른, 취리히를 대상으로 기온과 표면 온도의 계절 및 일중 변화를 고려해 시뮬레이션했습니다.

네 기후의 여름철 시뮬레이션에서 물이 충분한 나무의 증발산만으로 지상 2m의 주변 기온이 최대 3.1~5.8°C 낮아졌습니다. 기온이 최고조에 이를 때는 높은 수증기압 부족으로 기공이 닫혀 증산이 제한되면서 더 이상의 냉각이 막혔습니다.

그늘은 표면 온도를 낮췄지만, 증산하지 않는 나무와 복사의 상호작용은 하루 중 특정 시간에 지상 2m의 주변 기온을 최대 1.6~2.1°C 높여 증발산에 의한 냉각을 일부 상쇄할 수 있었습니다. 나무가 바람을 막는 효과를 고려하지 않은 분석 시나리오에서는 나무가 도시의 거칠기를 낮춰 난류에 의한 에너지 교환을 억제하고 낮 기온을 높였습니다. 밤에는 나무의 개별 효과가 다양하게 나타났는데, 도시 협곡 내부의 대기 안정성 차이 때문일 가능성이 있습니다.

연구진은 이 결과가 기존에 보고된 나무의 냉각 효과에 나타나는 일중·계절별·기후별 차이를 설명하며, 도시 녹지로 지역 미기후를 개선하기 위한 향후 현장 조사, 계획 전략, 수종 선택에 도움이 될 수 있다고 밝혔습니다.