거리 기온은 나무 비율만 보는 것보다 햇빛·그늘까지 함께 봐야 잘 맞을까요?

상세 설명

도시 개발의 다양한 양상이 도시 열섬을 얼마나 강화하고 인체 건강에 부담을 주는지 보여 주는 간단한 통계 모델은 유용하겠지만, 아직 만들기 어려웠다. 토지 피복과 열 자료로 거리 수준의 기온을 정확히 예측하기는 어렵다. 일반적인 원격탐사 자료는 해상도가 낮아 도시 수관 아래의 중요한 환경을 관측하지 못하고, 반대로 특정 장소에서 집중적으로 지상 조사를 수행하는 데는 엄청난 노동이 들기 때문이다.

연구진은 원격탐사로 얻은 도시 열 자료에 토지 피복의 이질성과 햇빛·그늘 면적 비율을 결합하되, 선형적으로 더할 수 있을 만큼 충분히 세밀한 규모로 분석하면 경험적 보정을 최소화하면서 거리 규모의 기온을 간단하고 정확하게 통계적으로 모델링할 수 있는지 시험했다. 연구진은 오리건주 포틀랜드의 주거 거리 경관 12곳을 표본으로 지상 열화상 측정을 실시해, 흔한 도시 표면 피복 유형 11가지의 햇빛 노출 및 그늘 상태에서의 지표면 온도(LSTg)를 파악했다.

표면은 햇빛 아래보다 그늘에서 더 차가웠지만, 표면 유형에 따른 차이는 녹지 여부나 투수성·불투수성으로 설명되지 않았다. 수관 피복이 더 많은 거리 경관의 표면은 한낮에 햇빛에 노출되더라도 수관 피복이 적은 거리의 비슷한 햇빛 노출 표면보다 유의하게 더 차가웠다. 이는 도시 열 통계 모델에서 보통 고려하지 않는 낮 동안의 부분적인 그늘이 중요함을 보여 준다.

연구진은 고해상도 정사영상을 이용해 각 거리 경관에서 표면 피복 유형별 면적을 측정하고, 햇빛과 그늘의 차이를 반영한 면적 가중 평균 표면 온도(Ts)를 계산했다. 계산된 Ts와 햇빛을 차단해 측정한 기온(Ta) 사이에는 유의한 거의 1:1 관계가 있었다. 반면 Ta와 수관 피복, 불투수 면적 또는 우세한 표면 피복 유형의 LSTg 사이의 관계는 모두 통계적으로 유의하지 않았다.

이 결과는 해상도를 충분히 높게, 예를 들어 10 m 미만으로 설정해 도시 열 환경의 알려진 규모 의존성 일부를 피하고 단순한 가중 선형 모델을 적용하면, 원격탐사로 얻은 도시 표면 온도와 거리 규모의 기온 예측을 더 신뢰성 있게 연결할 수 있음을 시사한다. 또한 모델에는 햇빛을 받는 표면과 그늘진 표면의 열 기여 차이와 낮 동안 그늘이 미치는 영향을 포함해야 한다. 이러한 모델은 지역 도시 열섬을 효과적이고 저렴하게 예측하고, 거리 수준에서 도시 열을 완화하는 방안을 마련하는 데 도움을 줄 수 있다.