• 한국과학예술포럼
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• 제36권
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• pp.11-22
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• 2018

본 연구는 최근 기후변화로 인한 도시 열환경 변화로 도시 열섬현상, 폭염, 가뭄 등 다양한 문제를 발생하고 있으며, 이러한 실정에도 도시민은 삶의 질에 대한 인식과 기대는 더욱 높아져 외부활동에 대한 욕구가 증가하고 있다. 이에, 본 논문은 열환경과 생태공원의 융합연구로 많은 도시민이 이용하는 도시생태공원을 중심으로 열환경 실증분석을 실시하였으며, 이를 통하여 열환경을 고려한 도시생태공원 리노베이션 방안을 제시하였다. 연구결과 및 내용은 다음과 같다. 연구대상지는 다양한 공간구성 및 생태적으로 양호한 길동생태공원으로 선정하였다. 측정항목은 열환경 및 열쾌적 지표로 나누어 측정 및 분석을 실시하였다. 공원 공간유형별 분석결과 산림지구에서 가장 양호한 결과가 도출되었다. 이를 통하여 열환경을 고려한 도시생태공원 리노베이션 방안을 3가지 제시하였다. 이러한 본 연구의 결과는 열환경을 고려한 생태공원 조성 방안의 기초자료로 활용될 수 있다는 점에서 의의가 있다.

• 한국조경학회지
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• 제44권4호
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• pp.109-120
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• 2016

본 연구에서는 열환경 취약성 평가에 관한 국 내외 선행연구 고찰을 바탕으로 열환경 취약성 평가에 적합하면서 도시 및 환경계획 등 공간계획 분야에서 활용할 수 있는 취약성 평가지표를 선정하고, 이를 활용하여 사례지역인 서울시의 열환경 상태를 진단하였다. 이를 위해 폭염, 도시 열섬, 도시 미기후 등 국내 외 열환경 취약성 평가에 활용된 지표들을 고찰하여 도시 열환경 취약성 평가를 위한 15개 지표를 선정하였는데, 기후노출 분야의 건물체적, 민감도 분야의 열환경 취약 건축물, 적응능력 분야의 녹지면적 등 도시구조적 공간적 지표를 포함하였다. 선정된 지표 중 사례지역인 서울지역에 대해 활용가능한 12개 지표의 공간정보를 구축하고, 퍼지이론을 활용한 GIS 공간분석을 통해 서울의 열환경 취약성을 평가하였다. 분석 결과, 강남 지역이 강북 지역보다 열환경에 더 취약한 것으로 파악되었는데, 강남 지역에서는 서초구, 강남구, 동작구, 영등포구, 강서구 일대의 열환경 취약성이 상대적으로 높게 나타났으며, 강북 지역에서는 동대문구, 강북구, 광진구, 중랑구 일대가 다른 구에 비해서 취약성이 높은 것으로 나타났다. 산림지역 및 서울시 외곽지역에 위치한 관악구, 도봉구, 은평구, 노원구 등은 관악산, 북한산 등 산림의 영향으로 인해 '기후노출'과 '민감도' 분야의 취약성이 낮았다. 하지만, 자료수집의 한계로 활용하지 않았던 '적응능력' 분야의 에어컨 보유 현황 지표가 분석에 반영된다면, 서초구, 강남구 등 취약성이 높게 평가된 지역의 결과에 영향을 미쳤을 것으로 예상된다. 본 연구는 기존의 국내 열환경 취약성 평가에서 활용하지 않았던 도시구조적 공간적 지표를 활용함으로써 도시 및 환경계획 분야에서 열취약성을 개선하기 위한 정책 마련에 기여하고, 열환경 위험성을 저감하기 위한 공간계획 수립에 기여할 수 있을 것으로 판단한다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2001년도 춘계 학술대회 논문집 통권 4호 Proceedings of the 2001 KSRS Spring Meeting
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• pp.42-48
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• 2001

오늘날 원격탐사와 GIS를 이용한 시·공간적 분석은 인간활동에서부터 자연환경에 이르기까지 다양한 정보를 추출하기 위한 기법으로 자주 사용되고 있다. 본 연구는 위성원격 탐사자료와 GIS를 활용하여 시기별 도시지역에서의 열 분포 특성을 추출하여 토지피복과의 상관관계를 시·공간적으로 해석하였다. 이를 위하여 세 시기간 도시 열 분포의 특성을 도시성장과 함께 해석함과 동시에 보다 명확 하게 규명하기 위하여 Landsat TM band 6의 DN value를 이용한 지표온도 추출에 있어서 NASA 모델을 활용하여 대구시 주변지역 8개 지점의 AWS 실측 값과 서로 상관 분석한 결 과 평균 0.85의 상관정도를 얻었다. 또한 토지피복분류를 통하여 도시성장에 따른 열 분포 및 식생지수의 변화를 시·공간적으로 해석하기 위하여 1,000지점에서 sample 자료를 추출 하여 지형특성별 열 분포의 패턴을 분석하였다. 이와 같은 결과는 향후 도시환경 특성을 고 려한 환경 친화적인 도시계획수립에 있어서 중요한 인자로 작용할 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.760-760
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• 2012

도심 지역은 인구집중, 토지 피복의 변화 및 교통량 증가 등의 인공열 배출원의 다양화 등의 요인에 의해 주변지역보다도 기온이 높은 도시 열섬(Urban Heat Island) 현상에 의해 독특한 도시기후의 특색을 보이게 된다. 일반적으로 도시 열 환경에 대한 연구는 도시 열섬의 강도나 현상을 파악하는데 집중되어 왔다. 최근 들어 도시 열섬 현상 완화 또는 개선을 위한 관심이 높아지면서 도시내에 존재하는 수면이나 녹지를 이용한 기후개선에 대한 연구가 진행되고 있다. 하천은 다양한 생물이 서식하는 공간이면서 생물의 다양성이 풍부한 생태계의 보고로 인간과 환경이 조화를 이루어 온 공간이기도 하다. 이와 같이 하천은 지역의 다양성과 특수성에 따라 가지고 있는 기능이 다양하다. 그 중 하천의 환경 기능은 많은 열용량을 축적시켜 수면의 온도상승을 적게 하여 하천의 온도는 물론 주변지역의 온도를 낮추는 역할을 하게 된다. 특히 흐르는 물은 대류와 혼합과정을 거치며 열을 운반할 수 있으므로 효율적인 축열체가 된다. 또한 하천의 물 등은 광의 투과성이 높기 때문에 표면에서는 반사되지 않고 수체 내에 열을 저장한다. 따라서 이러한 현상이 종합적으로 작용하여 도심하천은 도심지에서 높게 형성된 온도를 낮추는 냉각효과가 있다고 판단된다. 이러한 영향을 알아보기 위해 본 연구에서는 원격탐사 기법을 이용하여 도심하천이 도시 열완경 완화에 미치는 영향을 분석하였다. 분석을 위해 2009년 9월 6일 Landsat 7 ETM+ 위성영상을 이용하여 LST (Land Surface Temperature)를 추출하고, SEBAL (Surface Energy Balance Algori- thms for Land) 모델을 이용하여 지표면 열수지 성분을 추출하였다. 그 결과, 도심하천 주변의 온도가 도심지에 비해 $2{\sim}3^{\circ}C$ 정도 낮게 형성되었으며, 잠열은 주변 도심지에 비해 하천에서 높은 분포를 나타내었다. 그러나 하천 둔치나 하천 주변의 콘크리트, 아스팔트 및 나대지 등의 토지피복은 지표면 온도가 높게 형성되어 도심의 heat spot으로 작용하여 열 환경을 악화시키나 도심하천은 cool spot 작용을 하여 도심의 열을 완화하는 기능을 갖는 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.266-266
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• 2012

오늘날 도시는 인간 중심적으로 환경을 고려하지 않은 채 개발위주의 발전이 계속되고 있으며 도시화가 진행됨에 따라 도심지에 콘크리트와 아스팔트의 비율이 증가하고 농경지와 녹지가 감소하는 등 도시주변의 피복 변화가 빠르게 일어나고 있다. 이와 같이 열 환경을 고려하지 않은 도시의 급성장은 각종 인공 열과 대기오염 물질의 증가와 함께 도시상공의 기온을 상승시켜 도시의 기온이 주변 지역보다 높아지는 열섬현상의 원인이 되고 있다. 이에 따라 최근 미국, 유럽 등의 선진국을 비롯하여 아시아지역에서도 도시열섬현상 대책수립이 활발히 진행되어오고 있으며 국내에서도 열섬완화 대책 수립의 중요성이 인식되고 있다. 그러나 자연토지피복은 농경지, 나지, 수면과 같은 다양한 종류의 피복으로 구성되며 각 피복특성에 따라 도시내부에 영향을 미치는 정도가 다르게 나타나므로 도시계획에 반영될 수 있는 자연피복의 종류와 피복비율의 적정조합을 도출할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 청주시를 대상으로 농경지를 포함하는 녹지의 감소, 공업단지의 증가에 따른 열 환경 영향을 분석하기 위하여 청주시의 연도별 토지피복 분포 현황과 과거 기상자료를 통해 토지피복 분포변화에 따른 온도 변화를 조사하였다. 토지피복은 농경지, 녹지, 주거지, 공업 단지 및 수역으로 분류하였으며, 대상지역의 기후 특성 파악을 위하여 청주시 총 면적에 대한 면적비율의 증감추이와 그에 따른 온도 변화를 정량적으로 파악하였다. 그 결과, 청주시는 녹지의 경우 정체 또는 감소추세를 나타낸 반면 공업단지는 지속적인 증가추세를 나타내었다.

• 한국GIS학회:학술대회논문집
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• 한국GIS학회 2008년도 공동추계학술대회
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• pp.97-99
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• 2008

지구온난화의 문제가 다양한 분야에서 논의되고 있다. 특히 도시열성효과에 대한 문제는 도시기후변화의 측면에서 공간적인 특성을 반영하여 나타난다. 현장조사 자료와 위성자료에 의한 연구는 도시의 열 환경이 공간적으로 어떤 분포를 나타내는지 분석하고 평가하는데 중요한 요소로 연구가 이루어져왔다. 본 연구에서는 도시열성효과가 도시 내부공간의 열 환경에 대해 공간적으로 나타나는 요인을 평가하고 이의 상관성을 도시 공간분포의 범위에서 평가하였다. 연구지역인 전주시는 지난 20년 동안 도시환경의 공간 구조적 요인 보다는 도시 열 발생원에 의해 30% 이상의 영향을 받는 것으로 평가되었다. 이를 검증하기 위해 고해상도 위성자료를 활용하여 공간 요인 분석을 수행하였다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.240-245
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• 2006

오늘날 도시인구집중화 현상에 따른 대규모 도시개발과 도시역의 확대로 지표면의 피복 변화가 극심하게 이루어지고 있는 한편 이러한 현상으로 인해 도시의 내 외적 경관변화 뿐만 아니라 지형 및 기온상승, 바람장의 변화 등 복합적인 국지기후 변화를 초래하게 되었다. 본 연구에서는 이러한 도시의 기후 변화에 따라 청계천 복원 전의 도시 지표 열 환경 특성을 분석을 수행하고자 한다 도시지역의 열환경 분석을 위하여 기존에는 주로 Landsat TM/ETM+ 위성영상 자료를 사용하였으나 2003년 5월 위성 센서의 고장으로 위성영상 자료의 사용이 불가피하게 되었다. 이에 대체 방안으로 ASTER 영상 열적외 센서에서 취득한 지표온도 값과 현장에서 취득한 AWS자료와의 상관성 분석을 실시하였으며, 이를 기반으로 청계천 주변의 근접성 분석 및 토지이용별 지표온도 분포 패턴 등 도시 열 환경 변화 탐지 및 분석을 위하여 GIS 및 RS 분석을 실시하였다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.159-160
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• 2002

도시가 개발됨에 따라 녹지 등의 자연지면이 포장지면으로 바뀌고, 대량의 열과 오염물질이 대기중으로 배출되고 있다. 그 결과 도시는 주변지역보다 온도가 높은 고온화 현상, 풍속의 감소와 함께 운량, 안개일수, 강수량의 변화, 지표면의 증발량 감소에 의한 상대습도의 저하 등의 도시의 고유한 기후특성을 가진다. 이러한 도시의 기후특성 중 가장 뚜렷한 특징은 기온의 고온화현상이다. (중략)

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.217-219
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• 2000

도시기온분포에 영향을 미치는 요인은 매우 복잡하기 때문에 최근 세부적인 도시열환경 분포현황을 파악하기 위해서 국지규모 모델을 이용하여 그 사례를 밝히고 있다. 도시의 열환경구조가 land use와 밀접한 관련이 있다는 것은 이미 밝혀진 사실이나 보다 상세 격자를 이용한 도시지역의 열환경구조를 land use와 관련지어 연구 분석한 사례는 국내에서 거의 없는 실정이다. 즉, 국지지역의 열환경변화를 묘사하기 위해서는 종관기상장과 관련된 초기 및 경계조건 결정의 문제점을 해결하기 위한 다중격자체계의 모델 사용이 요구되는 실정이다. (중략)

• 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.