도시 식생은 지역 및 전구 규모의 물, 에너지, 탄소 순환을 조절하는데 매우 중요하다. 따라서 주변 환경을 조절하는 도시 숲의 역할에 관한 우리의 이해력을 향상시키는 것이 시급하다. 본 연구의 목적은 서울숲 공원에서 2년 동안 측정된 에디공분산 자료를 분석하여 인공적으로 조성된 도시 숲과 대기 사이에 교환되는 에너지, 물, 이산화탄소량을 정량화하고 이들의 시간 변동을 조절하는 생물학적 그리고 비생물학적 요인을 알아내는데 있다. ...
도시 식생은 지역 및 전구 규모의 물, 에너지, 탄소 순환을 조절하는데 매우 중요하다. 따라서 주변 환경을 조절하는 도시 숲의 역할에 관한 우리의 이해력을 향상시키는 것이 시급하다. 본 연구의 목적은 서울숲 공원에서 2년 동안 측정된 에디공분산 자료를 분석하여 인공적으로 조성된 도시 숲과 대기 사이에 교환되는 에너지, 물, 이산화탄소량을 정량화하고 이들의 시간 변동을 조절하는 생물학적 그리고 비생물학적 요인을 알아내는데 있다. 결측 자료의 복구에 있어서 도시 숲 주변의 비균질한 지표면을 고려하기 위하여 인공신경망 방법을 적용하였다. 본 연구의 분석을 통해서 서울에 인공적으로 조성된 서울숲 공원은 주변의 고도로 도시화된 지역과 비교했을 때 기온을 줄이고 인위적으로 배출되는 이산화탄소를 흡수함을 알 수 있었다. 연구기간동안 서울숲 공원의 여름철 한낮의 보웬비는 0.6으로 현열보다 잠열로 보다 많은 가용에너지가 배분되었다. 식생의 성장기간 동안 작은 보웬비와 함께, 한낮에 서울숲 공원의 지면 기온은 주변의 고도로 도시화된 지역보다 약 1℃ 더 낮았다. 성장기간 동안 낮 시간에 이산화탄소를 흡수함에도 불구하고, 서울숲 공원은 2014년 동안의 순 생태계 교환량이 1722.6±23.8 gCm-2year-1 (편차 오차 3.4 gCm-2year-1)로 탄소의 발원이었으며, 이는 야간과 겨울철의 큰 호흡량 때문이었다. 하지만 서울숲 공원의 이러한 이산화탄소 배출량은 서울의 주거상업지역에서의 이산화탄소 배출량에 비해 연간 8000 gCm-2year-1 정도 더 작은 값이다. 본 연구는 지면 에너지, 물, 이산화탄소 플럭스의 직접 현장 관측에 의한 도시 숲의 탄소 흡수와 미기후 변화를 정량화하는 우리나라 첫 번째 연구이다. 본 연구 결과는 도시 식생이 도시의 미기후와 탄소 수지에 미치는 영향에 관한 몇 가지 주요한 발견을 설명함으로써 생태계-대기 상호 작용에 새로운 정보를 제공해 준다. 아울러 본 연구 결과는 대기 모형을 사용하여 극한 날씨나 기후 변화의 보다 나은 예측을 위한 정보나 지속가능한 도시 개발을 위한 정보를 과학자뿐만 아니라 정책입안자에게 제공한다.
도시 식생은 지역 및 전구 규모의 물, 에너지, 탄소 순환을 조절하는데 매우 중요하다. 따라서 주변 환경을 조절하는 도시 숲의 역할에 관한 우리의 이해력을 향상시키는 것이 시급하다. 본 연구의 목적은 서울숲 공원에서 2년 동안 측정된 에디공분산 자료를 분석하여 인공적으로 조성된 도시 숲과 대기 사이에 교환되는 에너지, 물, 이산화탄소량을 정량화하고 이들의 시간 변동을 조절하는 생물학적 그리고 비생물학적 요인을 알아내는데 있다. 결측 자료의 복구에 있어서 도시 숲 주변의 비균질한 지표면을 고려하기 위하여 인공신경망 방법을 적용하였다. 본 연구의 분석을 통해서 서울에 인공적으로 조성된 서울숲 공원은 주변의 고도로 도시화된 지역과 비교했을 때 기온을 줄이고 인위적으로 배출되는 이산화탄소를 흡수함을 알 수 있었다. 연구기간동안 서울숲 공원의 여름철 한낮의 보웬비는 0.6으로 현열보다 잠열로 보다 많은 가용에너지가 배분되었다. 식생의 성장기간 동안 작은 보웬비와 함께, 한낮에 서울숲 공원의 지면 기온은 주변의 고도로 도시화된 지역보다 약 1℃ 더 낮았다. 성장기간 동안 낮 시간에 이산화탄소를 흡수함에도 불구하고, 서울숲 공원은 2014년 동안의 순 생태계 교환량이 1722.6±23.8 gCm-2year-1 (편차 오차 3.4 gCm-2year-1)로 탄소의 발원이었으며, 이는 야간과 겨울철의 큰 호흡량 때문이었다. 하지만 서울숲 공원의 이러한 이산화탄소 배출량은 서울의 주거상업지역에서의 이산화탄소 배출량에 비해 연간 8000 gCm-2year-1 정도 더 작은 값이다. 본 연구는 지면 에너지, 물, 이산화탄소 플럭스의 직접 현장 관측에 의한 도시 숲의 탄소 흡수와 미기후 변화를 정량화하는 우리나라 첫 번째 연구이다. 본 연구 결과는 도시 식생이 도시의 미기후와 탄소 수지에 미치는 영향에 관한 몇 가지 주요한 발견을 설명함으로써 생태계-대기 상호 작용에 새로운 정보를 제공해 준다. 아울러 본 연구 결과는 대기 모형을 사용하여 극한 날씨나 기후 변화의 보다 나은 예측을 위한 정보나 지속가능한 도시 개발을 위한 정보를 과학자뿐만 아니라 정책입안자에게 제공한다.
Urban vegetative surface is critical in regulating water, energy and carbon cycles in local and regional scales. It is, therefore, urgent to improve our understanding of the role of urban forest in a city in regulating the surrounding environment. The objectives of this study are to quantify energy,...
Urban vegetative surface is critical in regulating water, energy and carbon cycles in local and regional scales. It is, therefore, urgent to improve our understanding of the role of urban forest in a city in regulating the surrounding environment. The objectives of this study are to quantify energy, water and CO2 exchanges from artificial urban forest into the atmosphere and to identify abiotic and biotic factors controlling their temporal variability by analyzing 2-year eddy-covariance data at the Seoul Forest Park in Seoul, Korea. Artificial neural network (ANN) has been applied for gap filling in the observation data by considering heterogeneous surfaces around the urban forest. Our analysis showed that the artificial forest in Seoul reduced air temperature and absorbed anthropogenic CO2 emission compared to highly urbanized surrounding areas. During the study period, the Seoul Forest Park shows midday Bowen ratio of 0.6 in summer and thus more available energy is partitioned to latent heat fluxes than sensible heat fluxes. With this small Bowen ratio during growing season, the Seoul Forest Park has cooler surface air temperature by 1℃ than highly urbanized surrounding areas. The Seoul Forest Park is a carbon source with NEE of 1722.6±23.8 gCm-2year-1 (bias error is 3.4 gCm-2year-1) in 2014 despite strong carbon uptake in daytime during the winter season because of greater respiration in nighttime and in the senescent period. However, this carbon emission of the urban park is much lower (by 8000 gCm-2year-1) than carbon emission from the commercial-residential zone in Seoul. This study is the first attempt to quantify microclimate change and carbon uptakes of the urban forest based on direct in-situ observation of surface energy, water and CO2 fluxes in Korea. This study sheds light on ecosystem-atmosphere interactions by elucidating several key findings on the impacts of urban vegetation on microclimate and carbon budget in a city and provides useful information sustainable urban development to a policymaker as well as on better prediction of extreme weather and climate changes using atmospheric models to a scientist.
Urban vegetative surface is critical in regulating water, energy and carbon cycles in local and regional scales. It is, therefore, urgent to improve our understanding of the role of urban forest in a city in regulating the surrounding environment. The objectives of this study are to quantify energy, water and CO2 exchanges from artificial urban forest into the atmosphere and to identify abiotic and biotic factors controlling their temporal variability by analyzing 2-year eddy-covariance data at the Seoul Forest Park in Seoul, Korea. Artificial neural network (ANN) has been applied for gap filling in the observation data by considering heterogeneous surfaces around the urban forest. Our analysis showed that the artificial forest in Seoul reduced air temperature and absorbed anthropogenic CO2 emission compared to highly urbanized surrounding areas. During the study period, the Seoul Forest Park shows midday Bowen ratio of 0.6 in summer and thus more available energy is partitioned to latent heat fluxes than sensible heat fluxes. With this small Bowen ratio during growing season, the Seoul Forest Park has cooler surface air temperature by 1℃ than highly urbanized surrounding areas. The Seoul Forest Park is a carbon source with NEE of 1722.6±23.8 gCm-2year-1 (bias error is 3.4 gCm-2year-1) in 2014 despite strong carbon uptake in daytime during the winter season because of greater respiration in nighttime and in the senescent period. However, this carbon emission of the urban park is much lower (by 8000 gCm-2year-1) than carbon emission from the commercial-residential zone in Seoul. This study is the first attempt to quantify microclimate change and carbon uptakes of the urban forest based on direct in-situ observation of surface energy, water and CO2 fluxes in Korea. This study sheds light on ecosystem-atmosphere interactions by elucidating several key findings on the impacts of urban vegetation on microclimate and carbon budget in a city and provides useful information sustainable urban development to a policymaker as well as on better prediction of extreme weather and climate changes using atmospheric models to a scientist.
주제어
#도시 숲 이산화탄소 순환 물순환 에너지 순환 직접 관측 urban forest CO2 cycle water cycle energy cycle direct measurement
학위논문 정보
저자
이근민
학위수여기관
연세대학교 대학원
학위구분
국내석사
학과
지구천문대기학부(대기과학)
지도교수
홍진규
발행연도
2015
총페이지
xiv, 105장
키워드
도시 숲 이산화탄소 순환 물순환 에너지 순환 직접 관측 urban forest CO2 cycle water cycle energy cycle direct measurement
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