• 한국환경생태학회지
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• 제32권3호
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• pp.303-312
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• 2018

본 연구는 숲가꾸기가 시행된 부산대학교 제1학술림을 대상으로 간벌 전 후의 산림생물량 및 온도를 실측하여 천연림에서 간벌에 따른 산림생물량 감소와 산림 내부 온도변화의 관계를 확인하고자 하였다. 산림생물량은 간벌 전 후 동일 조사구에 흉고단면적, 수관단면적, 수관체적을 각각 동일한 도출식을 적용하여 도출하였으며, 산림 온도와의 관계성을 파악하고자 하였다. 온도측정은 간벌 이전인 2016년 04월 20일~28일, 간벌 전후인 2016년 07월 26일~11월 04일, 간벌 이듬해인 2017년 04월 15일~05월 08일에 각각 실시하였으며 온도데이터로거를 방형구 내 중앙에 위치한 수목의 지상 2.0m 높이에 북향으로 설치하여 동일기간동안 각 10분마다 데이터가 기록되도록 설치하였다. 간벌이 산림 전역에 진행되어 산림 내 대조구 설정이 어려워 인근 도시에 위치한 동래구 지역별상세관측자료(AWS)를 대조구로 활용하였다. 산림생물량의 변화와 온도와의 관계성을 분석한 결과, 산림 내부 온도 변화는 한낮 시간대(PM12:00~15:00)에 가장 큰 변화를 보였으며, 산림생물량 중 수관체적과 깊은 관계성을 가지고 있었다. 간벌 직후(평균 $0.74^{\circ}C$)보다 간벌 후 1년이 경과한 시점(평균$1.91^{\circ}C$)에서 훨씬 높은 온도 상승을 보였다. 조사구별 수관체적 감소비율과 온도 상승정도를 비교한 결과, 수관체적 감소량이 15.4%로 가장 높았던 리기다소나무군락에서 간벌 직후와 1년 후 분석에서 각각 $1.06^{\circ}C$, $2.49^{\circ}C$로 가장 높은 온도 상승을 나타냈다. 수관체적 감소비율이 5.0%로 가장 적었던 리기다소나무-소나무군락에서 간벌 직후는 그 차이가 없었으며 1년 후 분석에서는 $0.92^{\circ}C$가 상승하였다. 천연림에서 간벌로 인한 산림생물량 감소는 산림내부 온도를 급격히 상승시키는 것을 확인할 수 있었으며 특히, 간벌 직후보다는 이듬해에 더 극심하게 나타나고 있어 제거된 산림생물량에 의한 미기후 변화는 단기간에 회복될 수 없음을 확인할 수 있었다.

• 한국지리정보학회지
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• 제2권3호
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• pp.35-45
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• 1999

본 연구는 Landsat TM 영상자료를 이용한 표면온도와 NDVI의 추출을 통해서 대구광역시의 열섬분포패턴과 녹지활력도를 평가하고자 하며, 아울러 녹지의 열섬완화 효과를 정량적으로 설명하기 위해서 토지피복분류를 기준으로 한 표면온도와 NDVI의 상관성을 분석하였다. 연구결과에 따르면, 자연식생으로 피복된 산림의 경우는 NDVI가 높고, 표면온도가 낮은 곳에 분포하고 있는 반면에, 피복상태가 불투수층의 인공포장재료로 구성된 도시역은 NDVI가 낮고, 표면온도가 높은 곳에 분포하고 있는 것으로 분석되었다. 이는 토지피복상태에 따른 표면온도의 차이가 인공 포장면의 증가에 따른 도시열섬효과의 간접적인 발생 원인임을 증명하는 것으로서, 향후 도시계획을 위한 녹지계획 수립시에는 열섬분포 패턴에 관한 인자가 중요하게 고려되어져야 할 것으로 사료된다.

• 한국산림과학회지
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• 제110권4호
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• pp.543-553
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• 2021

피톤치드는 식물체에서 방출되는 생물유래 휘발성유기화합물(BVOCs)에 포함되어있는 isoprene, monoterpene, sesquiterpene과 같은 화합물들 형태로 존재한다. 또한 피톤치드는 중요한 산림치유 인자인 동시에 질소화합물과 광학반응을 하여 오존 및 이차 유기에어로졸 생성에 영향을 미치는 물질로 보고되고 있다. 본 연구에서는 우리나라 도시숲 주요 30 수종을 선정하여 표준환경조건(온도: 30℃, 광도: 1,000 μmol/m²/sec)에서 400 L Tedlar bag의 순환형 챔버를 이용하여 시료를 포집하여 열탈착-GC/MS로 분석하였고, 해당 수종의 잎을 건조시켜 건중량 당 수종별 isoprene 및 terpene류의 방출량을 분석하였다. Isoprene 방출량은 전체 수종 중에서 왕대에서 가장 높았으며 졸참나무, 굴거리나무, 회양목이 주요 isoprnen 방출 수종으로 나타났다. Monoterpene 방출량은 리기다소나무에서 가장 높았으며 고로쇠, 일본잎갈나무, 백목련, 메타세쿼이아, 잣나무, 소나무, 전나무가 주요 monpterpene 방출 수종으로 나타났다. Monotrerpene 주요 물질은 α-pinene, myrcene, limonene, β-pinen, sabinene이였으며, sesquiterpene의 주요 물질은 caryophyllene, farnesene으로 나타났다. Oxygenated monoterpene의 주요 물질은 pulegone, borneol, menthol, eucalyptol, nerol이였고 oxygenated sesquiterpene에서는 carypphyllene oxide가 주요 물질로 검출되었지만 30개 수종에서 sesquiterpene과 oxygenated sesquiterpene의 방출량은 상대적으로 낮았다.

• 한국농림기상학회:학술대회논문집
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• 한국농림기상학회 2017년도 추계 학술발표초록집
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• pp.36-37
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• 2017

• 한국환경생태학회지
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• 제32권6호
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• pp.698-708
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• 2018

본 연구의 목적은 한국 중부지방 도시와 산림에 서식하는 매미종을 대상으로 번식울음 패턴과 번식울음에 영향을 미치는 종간영향 및 기상요인을 규명하여 번식울음 특성 차이를 밝히는데 있다. 연구대상지는 도시는 서울시 방배동 경남아파트로 산림은 원주시 치악산국립공원으로 선정하였다. 연구방법은 현장에 녹음기를 설치하여 24시간 녹음하고 그 결과를 분석하였다. 기상요인은 기상청 자료를 이용하였다. 연구기간은 2017년 6월 19일부터 9월 30일이었다. 연구 결과 두 대상지는 출현종에 차이를 보였다. 공통적으로 털매미(Platypleura kaempferi)와 참매미(Hyalessa fuscata), 애매미(Meimuna opalifera), 유지매미(Graptopsaltria nigrofuscata), 늦털매미(Suisha coreana)가 관찰되었으며, 도시에서는 말매미(Cryptotympana atrata)가 출현하였고 산림에서는 소요산매미(Leptosemia takanonis)가 출현하였다. 두 대상지는 매미 출현 시기에서도 차이를 보였다. 산림에서는 털매미와 소요산매미의 활동이 두드러지게 나타났으나 도시에서는 소요산매미가 관측되지 않고 털매미의 활동이 짧았다. 도시에서는 말매미가 출현하여 매우 오랜 기간을 울었으며 참매미, 애매미, 유지매미가 산림에 비해 빨리 나타났다. 늦털매미는 도시보다 산림에서 더 빠르게 출현하였다. 일주기 분석 결과 같은 매미종이라도 지역에 따라 일주기에 큰 차이를 보였으며 서로 다른 매미간의 종간영향과 도시와 산림의 환경적 차이가 매미의 울음에 영향을 주고 있었다. 각 매미 번식울음 여부와 각 대상지별 기상요인 간 상관분석 결과는 털매미와 늦털매미를 제외한 대부분의 매미가 온도에 양의 상관관계를 보였고, 동일 출현종은 산림 서식 매미가 일사량 등 더 다양한 기상요인에 양의 상관관계를 보였다. 로지스틱 회귀분석 결과 울음시기가 겹치는 매미들은 종간 번식울음에 유의미한 양의 영향을 미치고 있었다. 도시에만 출현한 말매미는 같은 시기에 우는 참매미, 애매미, 유지매미의 울음빈도에 양의 영향을 미쳤다. 산림에만 출현한 소요산매미는 같은 시기에 우는 털매미와 서로 양의 영향을 미쳤고 산림에서는 애매미가 참매미와 유지매미의 울음빈도에 양의 영향을 미치고 있었다. 기상요인의 경우 매미 울음빈도는 도시와 산림의 평균기온에 양의 영향을 받고 있었으며 산림에서 출현한 매미는 일사량에도 양의 영향을 받고 있었다. 통계분석 결과를 종합하면 활동 시기가 비슷한 도시 매미들은 도시 우점종 말매미를 중심으로 종간영향을 주고 받으며, 산림 매미들은 산림 우점종 애매미를 중심으로 종간영향을 주고 받고 있었다. 기상영향 분석결과는 상관분석 결과와 유사하게 기온에 주로 영향을 받았고, 산림에서 일사량의 영향력이 더 늘어나는 것을 확인하였다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2010년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.88-89
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• 2010

최근 인간의 활동범위와 영역이 확대되고 산업이 발전하면서 인간의 삶과 지속가능한 발전 등 도시 기후에 관한 관심도 높아지고 있다. 산업혁명 이후 도시화와 산업화로 인해 인구가 증가하고 도시지역으로 집중됨으로써 도시 열섬화 현상에 대한 도시환경문제가 부각되고 있다. 이는 최근까지도 도시개발에 있어서 기능과 효율성이 우선시 되어 도시기후에 대한 배려가 이루어지지 못하고 있으며, 오히려 과도한 냉난방을 가동하는 등 쾌적한 실내 환경 조성을 위한 노력만을 행해왔다. 도시화에 따른 도시의 열환경 구조의 변화는 토지이용의 변화에 따른 피복상태와 밀접한 관련이 있다는 연구들이 수행된 바 있다. 이렇듯 도시화가 진행됨에 따라서 도심 지표면을 덮고 있는 포장재도 변하고 있다. 대표적인 토지피복재로는 콘크리트와 아스팔트 등의 인공포장재, 수계, 삼림 등으로 크게 나누어 볼 수 있다. 최근 도심의 발달로 인해 도심의 표면은 점차 인공포장재인 아스팔트와 콘크리트로 덮여지고 있다. 인공포장재는 맑은 여름철 낮에 받아들인 열을 야간에도 머금고 있어 도시열섬현상의 주요원인이 된다. 도시화가 진행됨에 따라 토지이용형태가 변화하고 있으며 이러한 토지피복의 변화는 그 지역의 기온과 풍향, 풍속뿐만 아니라 지표온도도 변화시키므로 도시 열환경 구조에 적지 않은 영향을 미치고 있다. 과거에는 자연 환경과 도시공간에 대한 인식이 다른 분야로 나누어져서 다루었지만 현재 위성영상 기술의 발달로 많은 공간 정보를 파악할 수 있게 된 바 도시기후변화에 더욱 직접적이고 근본적인 접근이 쉬워졌다. 원격탐사기법의 활용은 위성자료를 이용하여 동시간대 평면적인 열구조를 정량적으로 파악하는데에 중요한 자료를 제공하여 도시지역을 덮고 있는 인공자재의 존재가 도시열섬의 형성과 밀접하게 연관이 있다는 사실을 짐작할 수 있다. 따라서 도시기후변화의 문제점을 더욱 적극적으로 해결하기 위해서는 토지이용에 따른 지표면 온도 상승의 현황을 파악하고 이를 저감 시킬 수 있는 대책들이 수립되어야 한다. 본 연구는 보다 세분화된 도시 열환경을 정량적으로 분석 평가하기 위해서 토지피복별 분류를 3가지로 대구시 중구 경북대학교 부속 고등학교(이하 사대부고 지점)를 도심지역으로, 경상남도 창녕군 창녕읍 우포늪(이하 우포지점)을 수계지점으로, 경상북도 안동시 길안면 만음리(이하 안동지점) 지점과 대구시 칠곡군 동명면 득명리 팔공산 한티재 도립공원(이하 팔공지점)을 산림으로 분류하여 연구하였다. 대구 계명대학교 기후환경연구실에서 보유하고 있는 AWS(Automatic Weather Station) 자료로 기상요소를 분석하였으며, MODIS Terra 위성영상을 이용하여 지표온도를 추출하고 분석하였다. 또 기상요소와 지표온도를 이용해 회귀식을 도출하여 추정기온을 산출하였다. 그 결과 첫째, 계절에 따른 기온의 시간변화는 여름의 평균기온이 $25.13^{\circ}C$와 $24.12^{\circ}C$로 사대지점과 우포지점의 평균기온이 가장 높게 나타났으며, 이는 도심에서 발생되는 인공열의 영향으로, 우포지점은 수계의 특징이 반영된 결과라 할 수 있다. 둘째, 계절에 따른 풍속의 시간변화는 여름의 경우 우포지점의 풍속이 1.63m/s로 가장 높은 반면 안동지점의 풍속이 0.27m/s로 가장 낮은 것으로 나타났다. 겨울의 경우 팔공지점의 풍속이 1.82m/s로 가장 높게 나타났다. 토지피복에 따른 지표면의 변화가 도시기후에 미치는 영향을 정량적으로 평가하고, 또 지표면 온도와 기온과의 차이를 알아보기 위하여 MODIS 위성 영상을 이용하여 세 지점을 대상으로 토지피복에 따른 열환경을 평가 분석하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 첫째, MODIS 위성영상을 이용하여 산출한 지표면 온도는 여름철 주간에 안동지점의 경우 주변지역에 비해 지표면 온도가 약 $26^{\circ}C$로 낮게 나타났으며 우포지점의 경우 수계가 가지는 열 완충능력으로 약 $27^{\circ}C$의 낮은 지표면 온도를 나타내었다. 사대지점의 경우 약 $34^{\circ}C$이상의 높은 지표면 온도를 나타내었다. 둘째, MODIS 위성영상을 이용하여 산출한 지표면 온도와 관측된 기온과의 회귀식을 도출하여 상관분석 한 결과, 모든 지점의 값에서 상관성 및 신뢰도가 높은 것으로 나타났다. 셋째, 상관분석의 결과를 통하여 추정한 기온은 지표면 온도와의 차이가 있지만 유사한 패턴의 결과로 추출되었다. 이러한 결과로 볼 때 도시의 인공자재를 이용한 건축과 개발이 도시열섬현상을 유발하는데 중요한 역할을 하는 것을 정량적으로 평가할 수 있었다. 따라서 본 논문의 연구결과를 바탕으로 도시계획에 있어서 인공구조물에 의한 기온과 풍속이 받는 영향을 고려하여 도심의 인공구조물의 배치나 자재에 대한 개발이 이루어져야 할 것이며 열교환의 방해 및 바람순환이 확보되는 구조로 개선되어야 할 것이다.

• 환경영향평가
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• 제32권3호
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• pp.176-186
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• 2023

도시열섬(Urban Heat Island; UHI)은 도시가 인근 지역에 비해 뜨거운 현상을 의미하며 도시 내부의 건물의 구성, 토지피복의 종류 등이 변화하기 때문에 발생한다. 도시열섬을 완화하기 위한 방법으로 녹지공간의 조성인데, 녹지가 제공하는 냉각효과의 경우 녹지의 내부 구성 요소 및 녹지의 크기에 따라 변화한다. 본 연구는 다양한 토지피복으로 구성된 수원시를 대상으로 녹지의 크기와 녹지를 구성하는 요소들에 따른 냉각효과의 차이를 확인하고, 녹지의 인근 토지피복에 따라 녹지로부터 제공되는 냉각효과의 차이를 고찰하고자 한다. 연구 결과, 녹지의 초기 온도는 산림의 비율이 높을수록, 그리고 호수가 존재할수록 낮아졌다. 냉각효과 중 하나인 냉각강도는 숲의 비율이 높을수록 강해졌지만, 초기 온도가 더 큰 영향을 미쳤다. 다만 냉각 거리는 녹지의 크기나 구성에 따라 달라지지 않음을 확인했다. 본 연구의 결과는 도시의 계획 시 열섬을 완화하기 위한 녹지 설계 방안을 제시한 다는 점에 의의를 가진다.

• 한국산림과학회지
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• 제111권4호
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• pp.490-501
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• 2022

식물체에서 isoprene, monoterpene, sesquiterpene과 같은 화합물들 형태로 방출되는 피톤치드를 포함한 VOCs를 총칭하여 생물유래 휘발성유기화합물 BVOCs (biogenic volatile organic compounds)로 구분하고 있다. 피톤치드는 중요한 산림치유 인자인 동시에 질소화합물과 광학반응을 하여 오존 및 이차 유기에어로졸 생성에 영향을 미치는 물질로 보고되고 있다. 본 연구에서는 우리나라 도시숲 주요 32 수종을 선정하여 3년생 이하 묘목을 연구 대상으로 표준환경조건(온도: 30℃, 광도: 1,000 μmol/m²/sec)에서 400 L Tedlar bag을 순환형 챔버를 이용하여 도시숲 주요 수종에서 방출되는 기체시료를 포집하여 열탈착-GC/MS로 분석하였다. 해당 수종의 잎을 건조시켜 건중량 당 수종별 isoprene 및 terpene류 38종의 방출량을 분석하였다. Isoprene 방출량은 전체 수종 중에서 신갈나무에서 가장 높게 나타났으며 버드나무, 아까시나무, 왕버들이 주요 isoprene 방출 수종으로 분류되었다. Monoterpene 방출량은 스트로브잣나무가 가장 높았으며 참죽나무, 박태기나무가 주요 monoterpene 방출 수종으로 나타났다. Monoterpene 주요 물질은 α-pinene, myrcene, camphene, limonene이였으며, oxygenated monoterpene의 주요 물질은 eucalyptol이였다. Oxygenated sesquiterpene에서는 caryophyllene oxide가 주요 물질로 검출되었지만 32개 수종에서 sesquiterpene과 oxygenated sesquiterpene의 방출량은 상대적으로 낮았다.

• 지역연구
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• 제40권2호
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• pp.107-130
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• 2024

도시의 지표면 기온 변화는 도시민의 열 쾌적성, 에너지 소비, 나아가 건강에 영향을 미치는 주요한 환경요인이다. 많은 연구가 도시 지표면 기온과 도시 건조환경(built-environment) 형태 간의 관계를 탐색해 왔으나 대부분 극궤도위성 자료를 사용해 정오 시간대 기온만을 분석하였다. 본 연구는 다양한 시간대 지표면 기온을 관측하는 ECOSTRESS 위성 자료를 활용하여 서울시 여름철 지표면 기온의 주간 변동을 탐색하였으며 기온 변동이 건조환경 유형별로 차별적으로 나타나는지 분석하였다. ECOSTRESS는 2018년 발사된 NASA 위성으로 점진 변화 궤도를 운항하며 다양한 시간대 지표면 온도를 70m 고해상도로 관찰한다. 본 연구는 2019~2022년 이른 오전(6:25AM)과 늦은 오후(5:26PM)에 걸친 자료를 수집하여 서울시 지표면 온도의 시계열 자료를 구축하였다. 환경 특성을 반영하는 녹지, 수면, 건축 형태(건폐율, 용적률, 높이) 데이터를 기반으로 계층적 군집분석을 실시해 8가지 건조환경 유형을 도출하였으며, 유형별 온도변동 특성을 비교하였다. 각 유형은 저층고밀거주지(low-rise compact), 저밀아파트단지(low-BCR Apt.), 강변 중고층 주거단지(Riverside Mid-rise Apt.), 중고층 용도혼합지역(mid-to-high-rise mixed use), 고층고밀지역(high-rise compact), 초고층빌딩(skyscrapers), 산림, 수면(하천)을 나타내었다. 분석 결과, 지표 기온의 공간적 격차는 새벽 이후 증가하여 정오(12:04)에 극대화된 뒤 다시 감소하였으며, 기온 변화가 급격한 지역과 안정적인 지역이 구분되었다. 저층 고밀 거주지와 고층 고밀지역의 경우 기온이 빠르고 높게 증가하여 기온변동성이 높았고, 저밀 아파트단지는 기온이 온화하고 완만하게 증가하며 기온 변동성이 낮았다. 건조환경 유형 간 평균기온의 서열은 시간별로 변화하지 않고 유지되었다. 이러한 결과는 폭염과 일교차 증가에 적응할 수 있는 도시형태에 시사점을 제공한다.

• 한국환경생태학회지
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• 제35권6호
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• pp.659-668
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• 2021

본 연구는 부산광역시를 대상으로 열환경을 개선하기 위한 바람길 관리 방안 제안을 목적으로 한다. 이를 위해, Landsat-7 위성 열영상 자료와 공간통계 분석을 실시하여 부산광역시의 Hot spot과 Cool spot 지역 특성을 파악하였으며, WRF 기상모의를 통해 주요 바람길을 분석하였다. 그 결과, Hot spot 지역 중 열환경 개선이 요구되는 지역은 부산진구, 동래구, 연제구와 사상구 공업지역, 대규모 시설지역에는 부산항 부두로 나타났으며 주요 바람길에는 금정산~백양산~구덕산 계곡부로서 확인되었다. 이를 바탕으로 바람길 관리 전략을 제시하면 다음과 같다. 공업시설과 부산항 일대는 대기 온도 상승 요인으로서 주변 지역의 열환경을 악화시키므로 시설의 온도저감 및 바람길을 고려한 도시·건축계획이 요구된다. 바람길 관리가 필요한 지역으로 만덕동, 사직동 일대 산림에 대한 추가적인 훼손이 일어나지 않도록 하여야 하며, 산림과 인접한 지역의 대규모 고층아파트는 산림에서 생성된 차고 신선한 공기의 흐름을 방해하므로 금정산과 접해있는 제3종 일반주거지역의 신규·재개발에 따른 고층아파트 단지 조성은 지양해야 한다. 본 연구 결과는 부산광역시의 기후변화에 대응한 도시계획 및 환경계획수립 시 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대한다.