도시의 더위를 예측하는 모델은 극심한 더위와 복잡한 그늘도 잘 계산했을까요?

상세 설명

연구진은 추운 조건부터 극심하게 더운 조건까지의 민감도 분석에서 모델 성능을 평가하기 위해 RayMan과 ENVI-met의 계절별 평균복사온도(TMRT) 모의를 검증했다. 인체생기상학적 검증 자료는 2014~2017년 사이 다섯 차례 현장 조사에서 애리조나주 템피의 횡단 측정을 통해 수집했다. 횡단 측정은 7개 지점에서 현지 표준시 6:00부터 23:00까지 2~3시간 간격으로 이뤄졌으며, 2014~2015년에는 Kestrel 측정기와 열화상 카메라를, 2017년에는 이동식 측정 플랫폼 MaRTy를 사용했다. 다양한 도시 형태, 하늘 조망률과 계절에 걸친 관측은 폭넓은 태양복사 조건을 포함했으며, TMRT는 최저 8.7 °C에서 최고 84.9 °C까지였다.

두 모델 모두 여러 조건에서 큰 오차를 보였다. 평균제곱근오차(RMSE)는 RayMan에서 8~12 °C, ENVI-met에서 11.2~16.1 °C로, 열 스트레스 연구에 제안된 TMRT 정확도인 ±5 °C를 벗어났다. RayMan의 오차는 인공적으로 조성된 밀폐 공간, 복잡한 도시 형태, 극심한 더위 조건에서 가장 컸다. ENVI-met은 모의 영역 내 TMRT의 공간적 변동을 나타내지 못했고, 인공 그늘에서는 RMSE가 최대 25.5 °C에 달했다. 두 모델 모두 더운 조건에서 TMRT를 정확히 모의하지 못했다. 오차는 계절에 따라 달라져, 여름에는 TMRT를 과대평가하고 겨울과 환절기에는 과소평가했다.

연구진은 모델의 한계로 인한 오차를 정량화하고 편향의 방향을 평가하는 현장 검증 없이 미기상학적 또는 형태학적으로 극단적인 조건에서 이 모델들을 사용해서는 안 된다고 결론지었다.