• 한국조경학회지
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• 제43권4호
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• pp.98-111
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• 2015

도시개발과 기후변화로 인해 증가하는 도시침수, 지하수 고갈, 하천오염 그리고 도시 열섬 현상 등의 환경문제는 도시 물순환 회복을 통해 경감시킬 수 있다. 효과적인 물순환 회복 계획수립을 위해서는 개별 사업이나 소규모 시설에 대해 물수지 현황과 변화를 면적으로 나타낼 수 있는 지도형태의 분석틀이 필요하다. 이를 위해, 토양-식생 기반의 물수지 모델 BAGLUVA의 구조를 분석하고, BAGLUVA 모델의 수문요소와 입력자료와 관련된 우리나라 관련 연구결과에 대해 조사하였다. BAGLUVA 모델은 기후, 토지이용, 지형, 토양수문 그리고 관개 등의 5가지 부문으로 구성된다. 5가지 구성요소의 상호 연계 구조와 개별 입력데이터 그리고 지형 계수, 최대증발산 비율, 유효근권 등의 개념과 적용 방법을 비교 분석하였다. 그리고, 실제 증발산량-잠재증발산량-강수량 간의 관계를 매개하는 Bagrov 계수의 산정 방식을 나타내었다. 면적단위의 토지이용별 물순환지도(Hydrotope Map)를 통해, 임의의 소규모 지역 물수지 현황을 효과적으로 파악할 수 있다. 그리고, 물순환 보전 및 관리를 위한 분산형 빗물관리, 저영향개발(LID) 시설의 계획 설계 상의 목표량 설정을 공정하고 용이하게 수행할 수 있다. 또한, 수자원 관리를 조경 및 도시계획에 통합시키는 유용한 도구이다.

• 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.

• 한국습지학회지
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• 제21권4호
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• pp.354-364
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• 2019

스리랑카는 지리적으로 섬으로 형성된 국가로 기후변화에 민감한 나라이다. Kurunegala시는 2009년부터 2019년까지 약 11년 동안 도심지 내 연평균 기온이 0.69±0.37℃로 꾸준하게 증가하였으며, 강우패턴도 변화하고 있다. 그러나 도시 개발 계획시 기후변화 및 기후재난에 대한 규정이 미흡하여 인적 및 물적 피해가 우려되고 있다. 따라서 본 연구는 스리랑카 Kurunegala시의 인문학적 및 자연적 특성을 조사분석하고 기후변화 적응에 대한 방안을 수립하기 위하여 수행되었다. Kurunegala시의 기후변화 적응방안은 기후변화에 대한 정성적 위험 평가를 수행하여 개발하였다. 정성적 위험평가 결과 Kurunegala시의 주요 문제점은 음용수, 수자원 및 건강 관련 인프라로 분석되었다. 물부족 및 도시 내 온도를 완화하기 위한 방안으로는 기존 사회인프라에 비점오염저감, 도시 열섬현상 저감 및 건전한 물순환 체계 구축 등 다양한 효과를 유도하는 저영향개발기술(Low Impact Development, LID)의 적용이 효과적인 것으로 나타났다. 본 자료는 Kurunegala시와 같이 기후변화에 따른 물문제를 안고 있는 도시의 물문제 해결에 활용될 수 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권6호
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• pp.299-308
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• 2016

서울시는 '건강한 물순환 도시' 조성을 비전으로 선포하고 도시 물환경 악화에 따른 문제를 해결하기 위한 노력을 기울이고 있다. 이를 위해 서울시는 빗물의 침투 및 저류 기능 등을 이용하는 저영향개발(LID) 시설의 설치를 확산시키기 위한 정책 및 제도 개선을 추진하고 있다. 이러한 저영향개발 시설은 공공이 선도하는 물순환 도시 조성과 이를 위한 빗물의 표면 유출 억제와 물이용 효율화를 목적으로 하고 있다. 또 악화된 물순환과 물환경을 회복하기 위해 다양한 저영향개발 시설이 설치 및 운영되고 있다. 그러나 이에 대한 체계적인 경제성 평가를 위한 편익 분석 방안은 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 저영향개발 시설의 경제적 환경적 사회적 편익을 다각적으로 분석하기 위해 저영향개발 시설별로 물 에너지 대기질 개선 기후변화 대응의 4개 카테고리별로 편익 분석항목을 선정하였다. 이러한 카테고리별 분류에 따른 직간접인 편익효과의 정량화 및 가치 평가 결과, 각 시설별로 연간 1,191원의 단위면적 당 편익이 발생하는 것으로 산정되었다. 분석 항목별 편익 분포 특성은 시설의 특성에 따라 다양한 것으로 나타났다(물: 30~90%, 에너지: 4~44%, 대기질 개선: <1~2%, 기후변화 대응: 5~22%). TBL 분석 결과, 시설별로 경제적 편익의 비중이 가장 큰 것으로 나타났으며(75~90%), 환경적 편익(<1~2%) 및 사회적 편익(9~24%)이 산정되었다. 향후, 현재의 개별 저영향개발 시설에 대한 편익 분석 방안을 기반으로 단지 및 지구단위의 물순환 연계 시스템이 적용될 경우, 도시 열섬 현상 및 홍수 재해 예방 등 저영향개발 시설 운영의 편익에 대한 시너지 효과 등을 평가할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국환경생태학회지
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• 제24권5호
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• pp.591-600
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• 2010

도시가로수의 탄소흡수원 기능을 평가하기 위하여 가로수로 흔히 식재되는 9개 수종을 선정하여 수종별 탄소저장량과 연간 이산화탄소 흡수량을 산정하여 비교하였다. 수종별로 가로수 식재현황을 고려하여 대상지를 선정하고 흉고직경과 수령을 측정하였으며, 활엽수와 침엽수 상대생장식을 활용하여 가로수의 탄소저장량과 생장속도, 연간 이산화탄소 흡수량을 산정하였다. 튤립나무, 메타세쿼이아, 양버즘나무가 빠른 생장속도를, 벚나무, 은행나무, 느티나무, 회화나무, 단풍나무는 중간의 생장속도를, 소나무는 느린 생장속도를 가진 그룹으로 분류되었고, 속성수의 경우 전정관리와 환경요인의 영향을 크게 받는 것으로 평가되었다. 조사한 9개 대표수종의 1 그루당 평균 탄소저장량은 205kgC/tree로, 수종에 따라 최대 518kgC/tree(튤립나무)에서 최소 41kgC/tree(소나무)를 나타냈다. 또한, 수종별로 생장 전년에 걸쳐 수목 1 그루가 흡수한 이산화탄소량은 연간 평균 $7.6{\sim}99.1kgCO_2$/tree/y 의 범위로, 튤립나무의 흡수량이 가장 높고 메타세쿼이아, 양버즘나무의 순이었으며, 소나무가 가장 낮았다. 대표수종의 연간 이산화탄소 흡수량을 기초로 추정한 경기도 전체 도시 가로수의 연간 이산화탄소 흡수량은 경기도의 산림이 흡수하는 이산화탄소량의 약 0.67% 정도로 매우 작은 것으로 평가되었다. 그러나, 경기도에서는 매년 산림이 감소하고 시가화면적이 확대되고 있어 도심 내 탄소흡수원 확대는 점점 중요해질 것으로 보이며, 도심 내에서 수목은 열섬현상을 완화시키고 건물 냉난방에너지를 절감시킴으로써 간접적으로 이산화탄소 배출을 감소시키는 기능 또한 매우 중요한 의미를 가지고 있어 보다 다기능적인 관리가 이루어질 필요가 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제40권7호
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• pp.571-583
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• 2007

본 연구에서는 도시화에 따른 기후변화가 FAO Penman-Monteith 기준증발산량에 미치는 영향을 파악하고자 한다. 또한 도시화에 따른 수문기후학적 변화는 다른 지형 및 지리적 조건과도 밀접한 연관성을 가지고 있다. 따라서 도시화가 수문기후에 미치는 영향을 분석하기 위해서는 이들 지형 및 지리적조건도 동시에 고려되어야 한다. 이러한 지형 및 지리적 조건이 도시화과정과 함께 수문기후변화에 미치는 영향을 분석하기 위하여 FAO Penman-Monteith 기준증발산량을 산정하고, 에너지항 및 공기동력항이 FAO Penman-Monteith 기준증발산량에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구를 위하여 적용된 연구지역은 서울을 비롯한 56개 수문기후관측지점으로써 도시화과정을 분석하기 위하여 반경 10km를 중심으로 $314\;km^2$당하는 면적을 연구지역으로 설정하였다. 연구 지역의 도시화정도를 판단하기 위하여 토지이용현황을 분석하였다. 연구결과에 의하면 대부분의 연구지역에서 기준증발산의 변화정도는 도시화율의 정도에 따라서 상관관계를 보이는 것으로 판단된다. 기준증발산량의 변화정도는 도시화율이 클수록 큰 변화를 보이는 것으로 판단된다. 분석결과에 의하면 기준증발산량의 변화정도는 도시화가 진행됨에 따라서 도시지역 내 열섬현상에 따른 기온상승과 도시치역의 주거지면적 증가에 따른 습도의 감소 그리고 풍속의 감소 영향인 것으로 보이며, 특히 습도의 감소가 기준증발산량에 가장 크게 영향을 미치는 것으로 판단된다. 또한 도시지역 내의 태양복사량 감소에 따른 순단파복사량의 감소나 기온상승에 따른 순장파복사량의 증가에 의해서 영향을 받는 것으로 보인다. 또한 연구지역의 지리 및 지형조건이 기준증발산량에 미치는 영향을 분석한 결과 56개 연구지역의 기준증발산량에 미치는 요인은 주로 도시화에 따른 기후변화와 해안 근접성인 것으로 판단된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권6_2호
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• pp.1633-1641
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• 2022

도시의 인구 집중과 무분별한 개발은 대기오염, 열섬현상과 같은 다양한 환경 문제들을 유발하며, 자연재해로 인한 피해 상황을 악화시키는 등 인재의 원인이 되고 있다. 도심 수목은 이러한 도시 문제들의 해결방안으로 제시되어왔으며, 실제로 환경 개선 기능을 제공하는 등 중요한 역할들을 수행한다. 이에 따라 수목이 도시 환경에 미치는 영향을 파악하기 위해 도심 수목에서 개별목에 대한 정량적인 측정 및 분석이 요구된다. 그러나 도심 수목의 복잡성 및 다양성은 단일 수목 탐지 정확도를 낮추는 문제점이 존재한다. 따라서 본 연구는 수목 개체에 대해 효과적인 탐지가 가능한 고해상도 항공영상 및 object detection에서 뛰어난 성능을 발휘한 You Only Look Once Version 5 (YOLOv5) 모델을 사용하여 도심 수목을 효과적으로 탐지하는 연구를 진행하였다. 수목 AI 학습 데이터셋의 구축을 위한 라벨링 가이드라인을 생성하고 이를 기준으로 동작구 수목에 대해 box annotation을 수행하였다. 구축된 데이터셋으로부터 다양한 scale의 YOLOv5 모델들을 테스트하고 최적의 모델을 채택하여 효율적인 도심 수목 탐지를 수행한 결과, mean Average Precision (mAP) 0.663의 유의미한 결과를 도출하였다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제35권4호
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• pp.17-24
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• 2015

The formation of heat islands causes high energy demand for space cooling and peak cooling loads in conditioned buildings. High-temperature fluctuations on a building roof may cause mechanical stress and increase surface deterioration. Thermal energy storage (TES) systems using microencapsulated phase-change materials (MPCMs) have been recognized as one of the most advanced energy technologies for enhancing the energy efficiency and sustainability of buildings. In this study, we prepared MPCM/paint composites for mitigating the heat island effect and reducing peak temperature. In addition, we carried out thermal and physical analysis of prepared MPCM composite samples by means of SEM, FTIR spectroscopy, DSC, and TGA. Further, we evaluated the dynamic heat transfer performance of heat-storage tiles painted with 10 g of heat-storage paint. From the obtained results, we deduced that MPCM/hydrophilic paint composites are more applicable to various fields, including the building sector, than MPCM/hydrophobic paint composites. On the basis of SEM and FTIR spectroscopy results, we concluded that materials with hydrophilic properties are more compatible with MPCMs than those with hydrophobic properties. In addition, DSC analysis results revealed that MPCM/hydrophilic paint composites have better compatibility, higher latent heat capacity, and better thermal properties than other composites. TGA results showed that hydrophilic-paint-based composites have higher thermal durability than hydrophobic-paint-based composites. Finally, a lot of MPCM-loaded heat-storage tiles showed lower peak temperatures at all measurement positions.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2009년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.21-25
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• 2009

This study is about heat island as one of the urban climate variation factors in urbanized modern society, which compared and observed the thermal characteristics both the downtown location and the outskirt site in summer. The diurnal air temperature range at each point is $12.6^{\circ}C$ in the downtown location and $14.3^{\circ}C$ in the outskirt site, so, it was found that the diurnal air temperature range in the outskirt site was $1.7^{\circ}C$ higher than in the downtown location. There was 20 minutes difference to reach the highest temperature between globe temperature and air temperature in the downtown location, however, the time spent to reach the highest temperature between globe temperature and air temperature in the outskirt site was the same. When we compared the globe temperature between the downtown location and outskirt site, we found that the temperature in the outskirt site was lower than in the downtown location after sunset due to the sudden temperature drops, although the exposed time to insolation in the outskirt site is longer. The average of globe temperature difference on the sample days was $1.1^{\circ}C$, the average of surface temperature difference on the sample days was $1.0^{\circ}C$, and the average of air temperature difference on the sample days was $2.0^{\circ}C$ Thus, it was found that the average of air temperature difference was higher than the average of globe temperature and the average of surface temperature. The result of this study is that the urban environment factors have more effect on the air temperature difference than globe temperature and surface temperature.

• 한국항해항만학회지
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• 제33권3호
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• pp.241-245
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• 2009

도심지의 열섬(Heat Island)현상과 연안지역의 해풍(海風)의 영향 때문에, 부산, 인천, 목포 등 연안도시의 도심지역과 연안지역의 각 외기 상태가 서로 다르게 나타난다. 이러한 외기조건은 건물의 냉방부하, 난방부하, 전력소비량 등에 직접적인 영향을 미치기 때문에, 에너지절약을 위한 건물설계와 운전방법개발을 위해서는 각 지역에 위치한 건물의 에너지소비특성을 파악해야만 한다. 본 연구에서는 연안지역 아파트의 전력소비량에 주목하였고, 부산광역시 영도구에 위치한 세대수가 100세대 이상인 22개 아파트 단지를 대상으로 기간별, 기능별 전력소비량을 조사하였다. 22개 아파트 전체의 세대내 최대전력소비량은 8월에 발생하고 있으나, 공용 최대전력소비량은 1월에 발생하고 있음을 알수 있었다. 한편 연안지역에서는 여름철에 해풍에 의한 자연환기로 인해 냉방용 전력소비가 감소할 것으로 예상하였으나, 조사결과에서는 여름철에 최대부하가 발생하였는데, 이는 해풍에 포함된 염분의 피해를 예방하기 위해 창문을 닫고 전기구동 에어컨으로 냉방하기 때문인 것으로 파악되었다.