• 제목/요약/키워드: Thermal Island

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Thermal Infrared Remote Sensing Data Utilization for Urban Heat Island and Urban Planning Studies

  • 이혜경
    • 한국BIM학회 논문집
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    • 제7권2호
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    • pp.36-43
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    • 2017
  • Population growth and rapid urbanization has been converting large amounts of rural vegetation into urbanized areas. This human induced change has increased temperature in urban areas in comparison to adjacent rural regions. Various studies regarding to urban heat island have been conducted in different disciplines in order to analyze the environmental issue. Especially, different types of thermal infrared remote sensing data are applied to urban heat island research. This article reviews research focusing on thermal infrared remote sensing for urban heat island and urban planning studies. Seven studies of analyses for the relationships between urban heat island and other dependent indicators in urban planning discipline are reviewed. Despite of different types of thermal infrared remote sensing data, units of analysis, land use and land cover, and other dependent variable, each study results in meaningful outputs which can be implemented in urban planning strategies. As the application of thermal infrared remote sensing data is critical to measure urban heat island, it is important to understand its advantages and disadvantages for better analyses of urban heat island based on this review. Despite of its limitations - spatial resolution, overpass time, and revisiting cycle, it is meaningful to conduct future research on urban heat island with thermal infrared remote sensing data as well as its application to urban planning disciplines. Based on the results from this review, future research with remotely sensed data of urban heat island and urban planning could be modified and better results and mitigation strategies could be developed.

서울특별시 25개 자치구의 열환경과 미세먼지 간 Granger 인과관계 (Granger Causality between Thermal Environment and PM10 of Seoul's 25 Districts)

  • 연지민;김형규
    • 한국환경과학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.9-21
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    • 2022
  • Today's cities require deeper understanding of the thermal environment and PM10 as their management becomes more critical. Based on these circumstances, this study investigated the Granger causality between the thermal environment and PM10 of the 25 districts of Seoul, the most populous and urbanized city in Korea. The results of the Granger causality test on the thermal environment and PM10 were classified into 12 types. Except for type 12, the temperature and urban island heat intensity of the other 11 types operated as a Granger-cause to each other in both directions. Temperature operates as a Granger-cause of urban island heat intensity in type 12. The PM10 level and urban pollution island intensity operated as a Granger-cause to each other in all districts. For types 1 and 2, thermal environment operated as a Granger-cause to PM10 in one direction, and type 3-type 12 confirmed that thermal environment and PM10 operated as a Granger-cause in both directions. Findings reveal the intricate causalities between thermal environment and PM10 at the district level and suggest mitigation strategies that are more location based.

일방향 주기적 진동하는 원통 내의 유동 및 열전달 연구 (A Study on Flow and Heat Transfer in One Directional Periodic-Oscillating Cylinder)

  • 박준상
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제13권5호
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    • pp.22-28
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    • 2010
  • A study has been made of cool-down process on an incompressible fluid contained in a periodically oscillating cylinder when an abrupt cooling of wall temperature is imposed. Characteristics of flow and heat transfer are investigated along the variations of oscillating frequency and amplitude. One found the flow regimes are divided into 4-modes : 1 thermal island mode, 2 thermal island mode, 4 thermal island mode and asymmetry mode. Comprehensive analysis for each mode are given with a physical mechanism on cool-down process.

도시가로공간의 공공디자인 개선사업에 따른 열환경 개선 효과 평가 (Evaluation of Thermal Environment Improvement Effect from Public Design Improvement Project on the Urban Street Space)

  • 백상훈;시미즈아키;김학윤;정응호
    • 한국환경과학회지
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    • 제20권9호
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    • pp.1105-1114
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    • 2011
  • In this study, thermal environment improvements throughout public design improvement project on the urban street space were compared and evaluated. Thermo-Render 3.0, 3D-CAD based thermal environment simulation program, had been used for thermal environment improvement evaluations. Followings are the results. First, clayey blocks which have low heat transfer rate and cool island effect by trees and roof gardens brought cooling effects for buildings and surface of streets. Seconds, MRT values showed low levels because of low radiant mulching materials. Thirds, roof gardens contributed to reduce heat island effect since HIP levels were affected by decreasing heat storage effect of buildings from roof gardens. As a result, reducing heat storage effect throughout selecting and arranging proper materials which would not increase heat island potentials should be performed to improve heat island effects.

서해 근소만-선유도 갯벌 퇴적층의 지온변화에 관한 연구 (Soil Temperature Variations in Intertidal Sediments in Geunso Bay and Seonyu Island, West Coast of Korea)

  • 송규민
    • Ocean and Polar Research
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    • 제35권4호
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    • pp.281-290
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    • 2013
  • The vertical structure of sediment temperatures in the tidal flats of Geunso Bay and Seonyu Island in western Korea were measured for more than a year and analyzed. Mean temperature decreased with depth in spring and summer. On the contrary, it increased with depth in fall and winter, faithfully reflecting the seasonal variation resulting from the heating and cooling of the surface sediment. The surface sediment temperatures are shown to be strongly dependent on solar radiation, M2, and M4 tidal components. They are also weakly affected by precipitation. Thermal diffusivity of sediment is estimated at each depth and in each of the four seasons by applying the amplitude equation method. In Geunso Bay, the estimated seasonal-mean values decreased with depth, while they showed little change in Seonyu Island. Depth-averaged thermal diffusivity in Geunso Bay ($1.94 {\times}10^{-7}m^2/s$) was smaller than Seonyu Island ($2.20 {\times}10^{-7}m^2/s$). The variability of thermal diffusivity is shown to corelate with sediment composition and sorting from the grain-size analysis of intertidal sediments in Geunso Bay and Seonyu-do.

New Thermal-Aware Voltage Island Formation for 3D Many-Core Processors

  • Hong, Hyejeong;Lim, Jaeil;Lim, Hyunyul;Kang, Sungho
    • ETRI Journal
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    • 제37권1호
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    • pp.118-127
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    • 2015
  • The power consumption of 3D many-core processors can be reduced, and the power delivery of such processors can be improved by introducing voltage island (VI) design using on-chip voltage regulators. With the dramatic growth in the number of cores that are integrated in a processor, however, it is infeasible to adopt per-core VI design. We propose a 3D many-core processor architecture that consists of multiple voltage clusters, where each has a set of cores that share an on-chip voltage regulator. Based on the architecture, the steady state temperature is analyzed so that the thermal characteristic of each voltage cluster is known. In the voltage scaling and task scheduling stages, the thermal characteristics and communication between cores is considered. The consideration of the thermal characteristics enables the proposed VI formation to reduce the total energy consumption, peak temperature, and temperature gradients in 3D many-core processors.

Landsat영상을 이용한 토지피복 변화에 따른 행정중심복합도시의 표면 열섬현상 변화분석 (Analysis of the Surface Urban Heat Island Changes according to Urbanization in Sejong City Using Landsat Imagery)

  • 이경일;임철희
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제38권3호
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    • pp.225-236
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    • 2022
  • 도시의 인구 증가와 이에 따른 개발로 인한 도시화는 도시 내 열섬현상과 같은 다양한 환경문제를 유발할 수 있다. 특히 계획적으로 구축되는 신도시의 경우 짧은 기간에 진행되는 급격한 도시화로 인한 도시 기후의 변화를 분석하기에 적절한 연구대상지로 여겨진다. 본 연구에서는 Landsat-8 Operational Land Imager/Thermal Infrared Sensor (OLI/TIRS) 위성영상을 활용하여 세종특별자치시 내 행정중심복합도시의 2013년부터 2020년 개발계획에 의한 토지피복 변화와 이에 따른 표면 열섬현상의 변화를 분석하였다. 이를 위해 위성영상에서 제공하는 열적외선 밴드값과 방사율을 고려하여 지표면온도를 산출하고, 이를 기반으로 표면 열섬현상 강도와 Urban Thermal Field Variance Index (UTFVI)의 변화분석을 수행하였다. 개발이 진행됨에 따른 토지피복 변화 및 피복별 열섬현상 강도의 차이 확인을 위해 환경부에서 제공하는 중분류 토지피복지도를 활용하였다. 분석 결과, 연구지역의 시가화 면적은 15% 증가하였고 자연식생은 28% 이상 줄어든 것이 확인되었다. 또한 이에 따른 열섬현상의 확장 및 강도 증가가 관측되었고, 열섬현상이 발생된 지역의 생태적 수준은 매우 낮은 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 급격한 도시화에 따른 열 환경의 정량적 변화 및 생태적 수준을 확인하고, 주거환경의 열 환경 개선을 위한 추가적인 정책의 필요성이 제시될 수 있다.

Landsat-8 시계열 위성영상을 활용한 도심지 확장에 따른 열섬포텐셜 분석 (Analysis of Thermal Heat Island Potential by Urbanization Using Landsat-8 Time-series Satellite Imagery)

  • 김태헌;이원희;한유경
    • 한국측량학회지
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    • 제36권4호
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    • pp.305-316
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    • 2018
  • 우리나라의 도시화 비율이 증가함에 따라 도시열섬으로 인한 도시 열 환경의 중요성이 증대되고 있다. 본 연구에서는 2012년에 출범하여 급속도로 발전을 이룬 세종특별자치시의 도시 열 환경 분석을 위해 열섬포텐셜을 이용하였다. 우선 도심지의 비율 및 변화율을 분석하기 위해 Landsat-8 OLI/TIRS 위성영상을 기반으로 연구지역의 시계열 토지피복도(2013년~2015년, 2017년)를 생성하였다. 그리고 취득된 위성영상에서 제공하는 두 가지 열적외선 밴드에서 산출된 밝기온도와 자동기상관측망 자료와의 정확도 평가를 통해 연구에 활용할 밴드를 선정하였다. 선정된 밴드와 지표면 방사율을 고려하여 지표면온도를 산출하였으며, 이를 기반으로 산출된 열섬포텐셜 변화분석을 수행하였다. 분석결과, 연구지역의 행정구역별 도심지 변화율이 크게 관측되는 지역의 지표면온도는 주변지역 보다 $3^{\circ}C{\sim}4^{\circ}C$ 높고, 열섬포텐셜 또한 $4^{\circ}C{\sim}5^{\circ}C$ 높게 관측되었다. 하지만 도심지 변화율이 크고 녹지의 비율이 높은 지역에서는 열섬현상이 완화되는 경향을 보였다. 이를 통해 면적대비 도심지가 차지하는 비율이 높아지면 열섬을 유발할 가능성이 증가하지만 녹지를 통해 열섬을 완화 시킬 수 있다는 것을 알 수 있었다.

서울시 도시열섬현상 지역의 물리적 환경과 인구 및 사회경제적 특성 탐색 (Exploring Physical Environments, Demographic and Socioeconomic Characteristics of Urban Heat Island Effect Areas in Seoul, Korea)

  • 조혜민;하재현;이수기
    • 지역연구
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    • 제35권4호
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    • pp.61-73
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    • 2019
  • 도시의 개발과 고밀화는 도시공간의 기온이 주변지역보다 높아지는 도시열섬(Urban Heat Island)현상의 원인이 되고 있으며, 도시열섬현상은 기후변화와 함께 그 강도가 증가하고 있다. 이와 더불어 여름철 도시의 대기온도가 상승할 때 소득이 낮은 계층, 고령인구, 건강에 문제가 있는 사회적 취약계층은 높아진 열환경에 대처할 수 있는 능력이 부족하다. 따라서 본 연구의 목적은 서울시의 열섬지역을 공간통계 기법인 Hotspot 분석을 통해 도출하고, 로지스틱 회귀분석을 활용하여 열섬지역의 물리적 환경과 인구 및 사회경제적 특성을 분석하는 것이다. 서울시 423개 행정동을 대상으로 동별 평균 대기온도를 이용하여 도시열섬 Hotspot 분석을 실행한 결과, 서울시 중구, 종로구, 용산구, 영등포구에서 도시열섬 지역이 집중적으로 분포하는 것을 확인하였다. 로지스틱 회귀분석을 통해 열섬지역의 물리적 환경 특성을 분석한 결과, 주거시설 연면적 비율, 상업시설 연면적 비율, 용적률, 불투수면 비율, 정규화식생지수(NDVI)가 열섬지역에 영향을 미치는 유의한 변수로 나타났다. 또한, 열섬지역의 인구 및 사회·경제적 특성을 고려한 열환경 취약지역을 분석한 결과, 기초생활수급자 비율, 독거노인 비율, 기초생활수급을 받는 독거노인 비율 등이 유의한 변수로 나타났다. 본 연구의 결과는 도시열섬현상에 영향을 미치는 물리적 환경변수를 도출하고 사회적 취약계층의 공간적 분포와 도시열섬지역이 중첩되어 있는 지역을 판별함으로써 향후 취약계층을 고려한 도시 열환경 설계와 정책 개발에 있어 시사점을 제공할 것으로 기대한다.

지표 방사율에 의한 지표온도와 도시열섬효과 비교 (Comparison of Land Surface Temperatures Derived from Surface Emissivity with Urban Heat Island Effect)

  • 정종철
    • 환경영향평가
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    • 제18권4호
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    • pp.219-227
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    • 2009
  • Because of urban development and changed land cover types, It is very important to acquire pixel unit of land surface temperature(LST) information when the heat island effect(HIE) of regional area are investigated. The brightness temperature observed by satellite is very useful for assessing the pixel unit of LST distributions for the analysis of thermal environment problems of urban areas. Also, satellite land cover data are very useful to our understanding of surface conditions of study areas. In this study, brightness temperature information of Landsat TM thermal channel was analyzed and compared with land cover information of Jeon-ju city. The atmospheric correction of TM thermal channel carried out to explain for compared LST long term monitoring errors. However, simple estimation and evaluation methods to find a physical relationship between LST from satellite images and in-situ data are compared with reference channel emissivity.