A study on urban heat islands over the metropolitan Seoul area, using satellite images

원격탐사기법에 의한 도시열섬 연구

The brightness temperature from NOAA AVHRR CH 4 images was examined for the metropolitan Seoul area, the capital city of Korea, to detect the characteristics of the urban heat island for this study. Surface data from 21 meteorological stations were compared with the brightness temperatures Through computer enhancement techniques, more than 20 heat islands could be recognized in South Korea, with 1 km spatii resolution at a scale of 1: 200, 00O(Fig. 3, 4 and 6). The result of the analysis of AVHRR CH 4 images over the metropolitan Seoul area can be summerized as follows (1) The pattern of brightness temperature distribution in the metropolitan Seoul area shows a relatively strong temperature contrast between urban and rural areas. There is some indication of the warm brightness temperature zone characterrizing built-up area including CBD, densely populated residential district and industrial zone. The cool brightness temperature is asociaed with the major hills such as Bukhan-san, Nam-san and Kwanak-san or with the major water bodies such as Han-gang, and reservoirs. Although the influence of the river and reservoirs is obvious in the brightness temperauture, that of small-scaled land use features such as parks in the cities is not features such as parks in the cities is not apperent. (2) One can find a linerar relationshop between the brightenss temperature and air temperature for 10 major cities, where the difference between two variables is larger in big cities. Though the coefficient value is 0.82, one can estimate that factors of the heat islands can not be explained only by the size of the cities. The magnitude of the horizontal brightness temperature differences between urban and rural area is found to be greater than that of horizontal air temperature difference in Korea. (3) Also one can find the high heat island intensity in some smaller cities such as Changwon(won(Tu-r=9.0$^{\circ}$C) and Po-hang(Tu-r==7.1$^{\circ}$~)T. he industrial location quotient of Chang-won is the second in the country and Po-hang the third. (4) A comparision of the enhanced thermal infrared imageries in 1986 and 1989, with the map at a scale of 1:200, 000 for the meotropolitan Seoul area showes the extent of possible urbanization changes. In the last three years, the heat islands have been extended in area. zone characterrizing built-up area including (5) Although the overall data base is small, the data in Fig. 3 suggest that brightness tempeautre could ge utilized for the study on the heat island characteristics. Satellite observations are required to study and monitor the impact of urban heat island on the climate and environment on global scale. This type of remote sensing provides a meams of monitoring the growth of urban and suburban aeas and its impact on the environment.

도시기후와 같은 소기후를 연구하기 위하여는 도시는 물론 그 주변의 농촌지역에 이르기까지 조밀한 기상관측망이 필요하다. 그러나 한국에서 뿐만 아니라 선진제국에서도 기상관측망의 밀도가 도시기후를 파악하기에 충분할 만큼 조밀하지 못한 실정에 있다. 이러한 상항하에서 도시기후에 관하여 연구하려면 기초자료부터 측정하여야하는 어려움이 있으며, 따라서 그 연구의 필요성은 절감하면서도 실제적인 연구는 극히 부진하여 그 범위도 대단히 한정되어 있다. 1960년에 TIROS 1호가 미국에서 발사된 이래 다수의 기상위성이 궤도상에서 선회하며 많은 기상정보를 지상으로 보내주고 있다. 그리하여 현장관측이 어려운 각종 기상현상에 관한 정보를 짧은 시간안에, 그리고 경우에 따라서는 적은 비용으로 입수할 수 있게 됨으로써 기상연구에 박차가 가하여지게 되었다. 특히 최근에는 컴퓨터 프로그램의 발달과 더불어 해상력이 1km인 AVHRR의 영상을 대축척으로 확대하여 사용할 수 있게 되는 한편 여러가지 오류도 수정할 수 있게 되었다. 그리고 이들 위성으로부터 관측된 열적외선 영상은 도시열섬을 나타내는데 있어서 중용한 자료로 사용할 수 있게 되었다. 본 연구에서는 원격탐사 기법에 의한 도시열섬 연구의 가능성을 타진하여 보고자 NOAA AVHRR 영상을 이용하여 남한지역의 도시열섬의 존재와 수도권지역 열섬의 강도 및 형태를 알아보고 나아가 도시열섬과 여러 도시현상간의 관계를 밝혀 보고자 한다.