The purpose of this paper is to suggest practical suggestions to mitigate Urban Heat Island(UHI) problems in Daegu regarding urban surface temperature. Urban street trees's size and the relations between urban land use types and surface temperature are analysed using aerial photos, the numerical value map and Landsat TM image with special reference to Jung-gu. Total urban street tree's crown size is $156,217.6m^2$ and it is equal to 2.24% of study area. In addition, the size of 'city and residential area' is $6,681,870m^2$(95.7% of study area), which causes UHI and the total size of 'river' shows the lowest surface temperature area and 'road' and 'business and service area' are the highest surface temperature zones. Therefore, it is probable that the network between urban street trees and the lowest surface temperature areas mitigate UHI effects.
This study focuses on monitoring the surface UHI in a tropical city of Bangkok in both spatial and temporal dimensions based on MODIS- and TM -derived land surface temperature (LST). The spatial extension and magnitude of the surface UHI are explored for days and nights as well as its variations through the dry (least-clouded) season. Surface UHI growth between 1993 and 2002 is mapped using highresolution LANDSAT TM thermal bands. UHI patterns are, then, analyzed in association with land/vegetation covers derived from high-resolution ETM+ and ASTER satellites and ancillary data.
본 연구는 기상청 현업모델(LDAPS)로부터 예측된 서울의 도시열섬 강도와 지상 기온을 AWS 관측과 비교 평가하였다. 관측된 서울의 열섬 강도는 봄과 겨울동안 증가하며 여름동안 감소한다. 열섬 강도의 시간적 변동 경향은 새벽 시간 최대, 오후에 최소를 보인다. 기상청 국지기상예측시스템(LDAPS)으로부터 예측된 열섬 강도는 여름철 과대모의, 겨울철 과소모의 특징을 보인다. 특히 여름철은 주간에 과대 모의 경향이 증가하며, 겨울은 새벽 시간 과소 모의 오차가 크게 나타난다. LDAPS에서 예측된 지면 기온의 오차는 여름철 감소하며 겨울철 증가한다. 겨울철 열섬 강도의 과소 모의는 도시 기온의 과소 모의와 관련되었으며, 여름철 열섬 강도의 과대 모의는 교외 지역 기온의 과소 모의로부터 기인하는것으로 판단된다. 도시 열섬강도 예측성 개선을 위하여 도시효과를 고려하는 도시캐노피모델을 LDAPS와 결합하여 2017년 여름 기간동안 모의하였다. 도시캐노피모델 적용 후 도시의 지면 기온의 오차는 개선되었다. 특히 오전시간 과소모의되는 기온의 오차 개선 효과가 뚜렷하였다. 도시캐노피모델은 여름동안 과대 모의하는 도시열섬강도를 약화시키는 개선 효과를 보였다.
도시화에 따른 인공피복의 증가는 도시지역의 온도가 주변 교외지역보다 높아지는 UHI (Urban Heat Island; UHI) 현상을 야기한다. 국지기후대(Local Climate Zone; LCZ)는 빌딩의 기하학적 구조와 피복특성에 따라 도시를 분류하는 체계로, UHI 분석을 위해 제안되어 현재 다양한 도시기후 연구에 활용되고 있다. 본 연구는 합성곱신경망(Convolutional Neural Network)과 Landsat 8 위성영상을 이용하여 수원시와 대구광역시의 LCZ 분류모델을 구축하였고, LCZ 지도와 Landsat 8 지표면온도(Land Surface Temperature; LST)를 이용하여 도시 구조적 특성에 따른 LST와 Surface UHI (SUHI) 강도를 분석하였다. LCZ 분류모델은 수원시와 대구광역시에 대해 각각 87.9%와 81.7%의 높은 분류 정확도를 보였다. 대구가 수원보다 전반적으로 모든 LCZ 클래스에서 LST가 높게 나타났으며 건물이 밀집할수록, 건물의 높이가 낮을수록 LST가 증가하는 공통점을 보였다. SUHI 강도는 두 도시 모두 여름철에 가장 강한 값을 가지고 봄과 가을에도 일부 LCZ 클래스를 제외하고 양의 SUHI 강도가 나타났지만 겨울에는 다수의 LCZ 클래스에서 음의 값이 나타났다. 이는 UHI가 여름철에 가장 강하게 나타나며, 겨울에는 일부 도시지역이 교외지역보다 더 차가운 현상이 나타나기도 함을 의미한다. 본 연구는 우리나라 UHI 분석에 있어 LCZ 분류체계의 활용가능성을 확인하였고, 향후 도시기후 분석 및 기후변화 대응 전략수립에 있어 도시의 구조적 특성을 고려하는데 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.
We investigated characteristics of temperature variation in urban and suburban areas(e.g., paddy field, upland, park, residential area) and urban heat island(UHI) during winter(December 2005 to February 2006). The daily maximum air temperature was not significantly different between suburban and urban areas, whereas the daily minimum air temperatures were significantly lower in the suburban areas than that in the residential area. The wind speed in the urban park(0.3 m/s) was much lower than that in the paddy fields(2.3 m/s), likely due to an urban canopy layer formed by high buildings. The UHI intensity was represented by differences in daily minimum temperatures between urban residential and paddy field areas. The UHI intensity($4.1^{\circ}C$) in winter was larger than that($2.6^{\circ}C$) in summer. This may be because a stable boundary layer develops in the winter, and thereby this inhibits diffusion of heat from surface.
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.
With global warming and the rapid increase in urbanization accompanied by a concentration of population, the urban heat island effects (UHI) have become an important environmental issue. In this study, rooftop greening and permeable asphalt pavement were selected as measures to reduce urban heat island and applied to a simple virtual urban environment to simulate temperature change using ENVI-met. A total of five measures were tested by dividing the partial and whole area application of each measure. The results showed that the temperature range of the base experiment is 33.11-37.11 ℃, with the UTCI comfort level described as strong heat and very strong heat stress. A case applied permeable asphalt has a greater temperature difference than a rooftop greening case, the larger the area where each condition was applied, the greater the temperature change was.
Land surface temperature (LST) is an important factor in human health, thermal environment, heat balance, global change studies, and as control for climate change. The objective of this study was to assess the influence of Urban Heat Island (UHI) Effects on the LST and NDVI in Cheongju, Korea. The aim was to evaluate the effect of urban thermal environment for LST comparison of satellite-derived and in situ measured temperature. In this study, LANDSAT TM and KOMPSAT scene were used. The results indicated that the minimum LST is observed over dense forest as about $21{\sim}25^{\circ}C$ and maximum LST is observed over industrial area of about $28{\sim}32^{\circ}C$. The estimated LST showed that industrial area, bare soils and built-up areas exhibit higher surface temperatures, while forest, water bodies, agricultural croplands, and dense vegetations have lower surface temperatures during the summer daytime. Result corroborates the fact that LST over land use/land cover (LULC) types are greatly influenced by the amount of vegetation and water bodies present. The LST of industrial area and urban center is higher than that of suburban area, so it is clearly proved that there are obvious UHIE in Cheongju.
도시열섬 현상은 도심지의 가장 큰 환경문제로 대두되고 있으며, 이는 온도상승, 대기오염, 에너지 수요에 영향을 준다. 이러한 열섬현상에 대하여 많은 건물과 복잡한 공간적/입체적 패턴을 가진 지역의 경우에는 3차원 분석이 전적으로 수행되어야 한다. 본 연구는 2차원자료와 3차원 공간자료를 이용하여 도시열섬 인자를 파악함에 있다. 또한 공간 통계기법을 이용하여 열섬인자들의 공간적 영향력을 추출한다. 따라서, 도시온도의 예측, 3차원 모델의 생성, 도시인자의 추출, 일반회귀모형과 공간회귀모형의 구축을 통하여 본 연구를 수행한다. 결과적으로 3차원 도시인자와 인접한 공간영향력들이 도시열섬 현상에 미치는 효과는 크다는 것을 확인할 수 있다. 이를 바탕으로 도시온도 저감을 위한 정책수립에 방향을 효과적으로 제시할 수 있을 것이다.
The increase of the solar reradiation from urban areas relative to suburban due to urbanization heats up the air temperature in urban areas and this is called the urban heat island (UHI) effect. This UHI effect has a positive relationship with the degree of urbanization. Through the studies on UHI using the satellite imagery, the effect of the surface heat radiation was observed by verifying the relationship between the air temperature and the land cover types (surface materials such as urban, vegetation, etc.). In this study, however, the surface temperature distribution was studied in terms of land use types for Seoul. Using land use types, the surface temperature in urban areas such as residential, industrial, and commercial areas in Yeongdeungpo, highly packed with industrial and residential buildings, was maximum $6^{\circ}C$ higher than in the bare ground, which indicated that the surface temperature reflected the pattern of the human-consumed energy on the areas and showed that one of the important causes influencing the air temperature except the surface heat reradiation by the sun is the anthropogenic heat. Also, the effect due to the restoration of the Chunggae stream on UHI was investigated. The average surface temperature for the Chunggae stream was reduced about $0.4^{\circ}C$ after restoration. Considering that each satellite image pixel includes mixture of several materials such as concrete and asphalt, the average surface temperature might be much lower locally reducing UHI near the stream.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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