광주광역시 용도지역별 기온 측정 및 분석

국문 초록 (Abstract)

광주시는 최근 40년 사이 인구, 경제규모가 급속히 팽창하며 현대화 되었다. 도시의 기반시설인 도로가 아스팔트로 잘 정비되었으며, 콘크리트로 이루어진 고층건물도 즐비하다. 이는 필연적으로 녹지면적을 축소시켰으며 자동차와 그 외 산업의 발달로 인한 대량의 에너지 소비구조를 구축하였다.
특히 지리적으로 분지형 지형을 가지고 있는 광주시는 시를 둘러싸고 있는 무등산을 중심으로 한 산자락으로 고층아파트가 병풍처럼 건설되어 또 다른 도시 기후를 악화시키는 요소가 되고 있다.
그간의 열섬 연구결과를 보면 광주시 또한 열섬현상이 심하게 일어나고 있으며, 열대야가 점차 증가하는 경향을 보이고 있어 언제든지 폭염으로 이어질 가능성이 있다.
따라서 본 연구에서는 광주광역시 도심 열섬화의 대응책 마련을 위한 기초적인 단계로 광주시 전체 지역의 여름철 기온을 용도지역별로 측정하고 분석하여 광주광역시의 열섬화 현황을 파악하는데 목적이 있다.

연구 결과의 주요 내용은 다음과 같다.
1) 기온 변화 현황 분석 결과, 광주와 대구의 연평균 기온을 비교하였을 때 기온 변화 추이가 유사하게 나타났다.
월별 기온 상승의 평균은 광주 1.8℃, 대구 2.2℃로 대구가 0.4℃ 더 증가하였고, 7, 8, 12월을 제외한 나머지 달에서 광주는 평균 2.2℃, 대구는 평균 2.5℃ 상승하였다.
계절별 기온 변화는 광주와 대구 모두 여름철 보다는 봄철과 가을철의 기온 상승이 컸고 특히 대구는 겨울철 기온 상승까지도 크게 나타나 온난화가 심각하게 진행되고 있음을 확인할 수 있었다.
광주는 열대야 발생일수가 초기 10년(1940~1949)에 63일, 최근 10년(2005~2014)에 155일로 2.5배 정도 증가하였으나, 대구는 초기 10년에 43일, 최근 10년에 179일로 4.2배 정도 증가하여 대구의 열대야 발생일수가 광주보다 1.15배 더 증가하였다.
또한 초기 10년에는 주로 7, 8월에 열대야가 발생하였으나 최근 10년에는 7, 8월에는 거의 발생하고 6월과 9월까지도 열대야가 발생하고 있어서 여름이 봄과 가을까지 길어지고 있음을 숫자 값으로 입증할 수 있었다.

2) 용도지역별 기온 측정 결과, 자연녹지와 근접하거나 둘러싸여 있는 지점의 경우 일출전 시간대 측정 온도가 그렇지 않은 지점 보다 낮게 나타나는 것으로 미루어 자연녹지가 도심 온도 하락에 큰 도움이 된다는 사실을 확인하였다.
주거지역의 경우, 자연녹지로 둘러싸여 있는 지점들 간에도 도로나 건물밀집지역의 경우 낮 시간대 측정 온도가 높게 나타나는 것으로 보아 교통량이 많은 낮 시간대에는 자동차 운행에 의한 배기량이 주변 기온에 영향을 미치는 것을 확인하였다.
상업지역의 경우, 3개 측정 지점은 모든 시간대에서 기상청 관측 기온을 상회하고 있으며 측정 지점 간의 큰 차는 나타나지 않았다
공업지역의 경우, 단지 내에서 진행되는 작업의 종류와 주변 환경에 따라 시간대별 기온 특성이 다르게 나타날 수 있음을 확인.
공원녹지지역의 경우, 기상청 관측 기온과 비교하였을 때 측정값은 일출전 시간대에는 최고 2.2℃, 평균 0.1℃ 높고, 낮 시간대에는 최고 5.1℃, 평균 1.4℃ 높았으며, 일몰후 시간대에는 최고 2.5℃, 평균 0.9℃ 높았다.
푸른길의 경우, 5개 구간으로 이루어져 있으며 3개 측정 지점은 푸른길 전체 구간의 시작, 중간, 끝 부분에 위치한다. 측정 결과를 보면 각 시간대별로 세 지점에서 거의 유사한 패턴을 보인다
광주천의 경우, 도심을 지나가며 주변 환경(건물 밀집도, 고층건물 유무, 자동차 통행량, 기타 등등)에 의한 영향을 받고 있으나 상승했던 기온이 다시 안정되는 데에 큰 기여를 하고 있음을 확인 됨.
도로의 경우, 측정 지점들의 일출전 시간대 기온이 다른 용도지역 측정 지점 보다 대체적으로 높게 나타나 자동차 운행에 따른 배기열이 공기 중에 정체되어 열섬현상을 일으키는 매개체가 되고 있음을 확인 함.

3) 용도지역별 측정결과 비교에서는, 상업지역과 도로가 다른 지역에 비해 모든 시간대에서 기온이 높은 것을 알 수 있다. 이는 상업지역 측정점들이 도로와 근접한 지점임을 감안할 때 두 지역의 측정치가 유사하게 나타나는 것은 당연한 결과로 생각된다.
주거지역과 공업지역은 다른 지역에 비해 낮 시간대 기온 상승이 그다지 크지 않고 기상대 관측 기온보다도 낮은 것을 볼 수 있다. 이는 도로와 근접하지 않는 등 주변 환경에 의한 영향이 적은데 기인한 것으로 사료된다.
공원녹지, 푸른길, 광주천 지역은 다른 지역에 비해 일출전, 일몰후 시간대에 기온이 낮았으나 낮 시간대에는 주거, 공업지역보다 높게 나타났다. 이는 낮 시간대에 강한 일사량에 노출되어 기온이 상승했다가 공원·녹지·수변 등 주변 환경에 의한 영향으로 다시 기온이 안정되는 것으로 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Gwangju City has been modernized in the last 40 years with rapid expansion of its population and economic size. The road, which is an infrastructure of the city, is well maintained, being covered with asphalt, and there are many high-rise buildings made of concrete. This inevitably led to a reduction in green areas and a construction of a large amount of energy consumption structure due to the development of automobile industry and other industries.

In particular, Gwangju City, which is topographically a basin, has constructed high-rise apartments against the background of surrounding Mudeungsan like a folding screen, which has become another factor of deteriorating the climate of the city.

The results of the studies of urban heat islands show that the heat island effect also happens seriously in Gwangju City, and the tropical nights of the city tends to gradually increase, which indicates that there is always the possibility of causing a heat wave.

The purpose of this study is to measure the summer temperature of the whole area of Gwangju city according to land uses and to analyze the current state of Gwangju metropolitan city as basic steps for the countermeasures to Gwangju metropolitan city's heat island.

The main findings of the study are as follows.

1) The result of the analysis of the temperature change situation shows that the development of the temperature changes in Gwangju was similar to that in Daegu.
Average monthly temperature rise was 1.8 ℃ in Gwangju, and 2.2 ℃ in Daegu, indicating that the average temperature of Daegu rose 0.4 ℃ more than that of Gwangju. The average monthly temperature except July, August, and December in Gwangju increased by 2.2 ℃ and that in Daegu increased by 2.5 ℃.
Seasonal temperature changes in both Gwangju and Daegu were higher in spring and fall than in summer. Especially, Daegu showed a significant increase in winter temperatures, indicating that atmospheric warming is proceeding more seriously than in Gwangju.
In Gwangju, the number of tropical nights occurred for the first decade (1940 ~ 1949) was 63 days, and that for the last 10 years (2005 ~ 2014) was 155 days, showing 2.5 times more increase in the last 10 years, while in Daegu, that for the first decade was 43 days, and that for the last decade was 179 days, indicating 4.2 times more increase in the last 10 years, and that for the last decade in Daegu was 1.15 times more than that for the last decade in Gwangju.
In addition, for the first 10 years, tropical nights occurred mainly in July and August, but in the last 10 years, they almost always occurred in July and August, and they occurred in June and September, too, which means summer period has become longer by extending into spring and autumn.

2) As a result of the measurement of temperature according to land uses, it was ascertained that the natural green zone greatly contributes to the decline of the temperature of the downtown, considering that the pre-sunrise temperatures of the spots near to or surrounded by the natural green area are lower than those of other spots.
In the case of the residential areas, the measurement temperatures of the daytime zone are higher for the spots located near the roads or high density areas with tall buildings among the spots surrounded by natural green space. Therefore, in the daytime with high traffic volume, it was confirmed that the amount of exhaust emissions from the operation of vehicles affects the ambient temperature.
In the case of the commercial areas, the measurement temperatures at the three measurement points are above the temperatures observed and issued by the Korea Meteorological Administration at all time zones, and there is no significant difference among the three measurement points.
In the case of the industrial areas, it is ascertained that the temperature characteristics across the time zones may be different depending on the type of work performed in the complex and also depending on the surrounding environment.
In the case of the green park areas, as compared to the observations from the Korea Meteorological Administration, the measured values before sunrise were 2.2 ℃ higher at their maximum, and 0.1 ℃ higher on average, with those in the daytime being 5.1 ℃ higher at their maximum, and 1.4 ℃ higher on average, and those after sunset being 2.5 ℃ higher at their maximum, and 0.9 ℃ higher on average.
The Greenway consists of five sections, and the three measurement points are located at the beginning, the middle, and the end of the entire sections of the Greenway. The measurement results show almost similar patterns at the three measuring points in each time period. The Gwangju stream has been affected by the surrounding environment (density of buildings, presence of high-rise buildings, traffic volume, etc.) as it passes through the city center, but it has been proven that the stream contributes greatly to stabilizing the rising temperatures.
In the case of the roads, the temperatures of the measurement points before sunrise are usually higher than those of the other measurement points with different land uses, thus ascertaining that the exhaust heat due to vehicle operation stagnates in the air and becomes a medium to cause the heat island phenomenon.

3) When we compare the measured results according to land uses, it can be seen that the temperatures of the commercial areas and the roads are higher in all the time zones than those of other areas with different land uses. Given that the measurement points of the commercial areas are close to those of the roads, it is quite natural that the measured values of the two areas are similar.
As for the residential areas and the industrial areas, as compared to other areas, the rise in temperature during the daytime is not so large and the measured temperatures of those areas are lower than the observed temperatures from the Korea Meteorological Administration. This seems to be due to the lower impact of the surrounding environment, including the fact that those areas are not in close proximity to the roads.
The temperatures before sunrise and after sunset of the green park areas, the Greenway areas, and Gwangju stream areas are lower than those of other areas, but the temperatures in the daytime of those areas are higher than those of the residential areas and the industrial areas. This should be because the temperature is increased due to exposure to strong solar radiation in the daytime, and the temperature is stabilized again due to the influence of the surrounding environment such as parks, green spaces, and waterside.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서 론 1
• 제1절 연구의 배경 및 목적 1
• 제2절 연구의 방법 및 범위 2
• 제2장 이론적 고찰 4
• 제1절 도심 열섬 현상의 개념과 요인 4
• 1. 도시 열섬현상 (Urban Heat Island) 4
• 가. 열섬현상의 정의와 내용 4
• 나. 열섬현상의 관측 시작 4
• 다. 도시의 열섬현상의 구조 5
• 라. 열섬현상의 영향 6
• 2. 도심 열섬 현상의 원인 및 문제점 8
• 가. 인공열의 공급 8
• 나. 녹지의 감소 8
• 3. 도시구조물과 표면의 특성에 의한 열섬 요인 9
• 4. 기타 일반적인 요인들 10
• 제2절 기후 변화와 도시 열섬으로 발생하는 현상 11
• 1. 폭염의 정의 11
• 가. 일반적인 정의 11
• 나. 열파의 정의 12
• 다. 절대적인 정의 12
• 라. 상대적인 정의 13
• 마. 우리나라의 폭염 재난 정의 14
• 2. 폭염의 영향 및 피해유형 15
• 가. 폭염의 영향 15
• 나. 폭염 피해 유형 16
• 3. 국내·외 폭염 피해 사례 및 유형 19
• 가. 국내 폭염 피해 사례 19
• 나. 국외 폭염피해 사례 23
• 제3절 도시 열섬으로 발생한 문제점 32
• 1. 에너지 소비 증가 32
• 2. 대기오염 및 온실효과 발생 33
• 3. 건강 문제 야기 33
• 제4절 도심 열섬화 저감 방안의 필요성 35
• 1. 열적 스트레스 유발, 심하면 사망에 이름 35
• 2. 여름철 냉방에너지의 증가, 반 녹색성장 35
• 3. 도시 거주자의 삶의 질 저하 35
• 4. 실내외 온도차에 의한 도심 보행자의 불쾌도 증가 35
• 5. 도시 생태계의 변화 35
• 6. 경제적인 손실 36
• 제3장 광주광역시 도심 열섬화 현황 37
• 제1절 일반현황 37
• 1. 인구 현황 37
• 2. 자동차 및 교통량 현황 38
• 3. 도로시설 현황 40
• 4. 공원·녹지 현황 42
• 제2절 기온 변화 현황 43
• 1. 광주, 대전, 대구, 서울 연평균 기온 변화 비교 44
• 2. 광주, 대구 계절별 기온 변화 45
• 가. 봄철 45
• 나. 여름철 46
• 다. 가을철 47
• 라. 겨울철 48
• 3. 광주, 대구 월별 기온 변화 49
• 가. 광주 49
• 나. 대구 50
• 4. 광주, 대구 일최저기온 25℃ 이상 일수 비교 51
• 5. 소결 53
• 제4장 광주광역시 용도지역별 기온 측정 및 분석 54
• 제1절 측정 개요 54
• 1. 측정일 기온 현황 54
• 2. 측정시간대 선정 55
• 제2절 측정 방법 및 내용 56
• 1. 측정기기 56
• 2. 측정 방법 57
• 제3절 측정점 선정 59
• 제4절 용도지역별 측정 결과 60
• 1. 주거지역 62
• 2. 상업지역 64
• 3. 공업지역 65
• 4. 공원녹지지역 66
• 5. 푸른길 68
• 6. 광주천 70
• 7. 도로 72
• 8. 용도지역별 측정결과 비교 74
• 9. 소결 75
• 제5장 결 론 76
• 참고문헌 78