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캐나다 산불 기상지수를 이용한 산불발생확률모형 개발 -강원도 지역 산불발생을 중심으로-
A Study on the Development of Forest Fire Occurrence Probability Model using Canadian Forest Fire Weather Index -Occurrence of Forest Fire in Kangwon Province- 원문보기

한국방재학회논문집 = Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation, v.9 no.3, 2009년, pp.95 - 100  

박흥석 (동국대학교 환경생태공학과) ,  이시영 (강원대학교 방재전문대학원) ,  채희문 (한국기후변화대응연구센터) ,  이우균 (고려대학교 환경생태공학부)

초록

캐나다의 산불 위험등급 시스템의 구성요소인 미세연료수분지수는 지상의 미세 연료의 건조 여부의 예측을 통해 산불의 발화위험성을 지시하는 지수로써, 강수량의 감소와 온도의 상승, 풍속의 상승, 그리고 대기 중의 습도 감소로 인한 미세연료의 발화위험성의 상승을 표시하는 지수이다. 본 연구에서는 5년간의 강원도 지역에서의 기상 자료를 분석하고, 이를 이용하여 미세연료수분지수를 산출하여, 그 연중 분포와 적용성을 검토하였다. 분석 결과, 강원도 지역의 기후 조건은 봄철과 가을철 산불 조심강조기간에 아주 적은 강수량과 낮은 습도를 보여주고 있으며, 지난 5년간의 발생한 산불 중 75%가 산불 조심 강조기간에 발생하였으며, 그 중 90%가 봄철 산불조심기간에 집중되어 있었다. 또한, 봄철 산불조심 강조기간을 대상으로 순기 평균 산불연료지수에 대한 로지스틱 분석 결과 약 63%의 판별율을 나타내었다. 하지만, 모형의 정확도 향상을 위한 기상 자료의 보다 정확한 지역간 분류가 필요할 것으로 판단된다.

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Fine fuel moisture code (FFMC), a main component of forest fire weather index(FWI) in the Canadian forest fire danger rating system(CFFDRS), indicated a probability of ignition through expecting a dryness of fine fuels. According to this code, a rising of temperature and wind velocity, a decreasing ...

주제어

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문제 정의

  • 자연 발화가 산불 발생 원인 중 대부분을 차지하는 미국과 캐나다 등과는 달리, 우리나라의 산불 발생은 담뱃불로 인한 실화, 논·밭두렁 태우기, 쓰레기 소각과 같은 인위적인 원인으로 인한 불씨가 지상의 연료 건조 정도와 강한 바람에 산불로 발전하는 경우가 대부분이다.(이시영 등, 2001) 따라서 본 연구에서는 산불의 발생을 예측하고, 이에 대한 대비책의 수립에 기본 자료를 제공하기 위해, 현재 캐나다 산불 예보 시스템(Canadian Forest Fire Danger Rating System, CFFDRS)의 구성 요소 중 하나인 FWI(Fire Weather Index) 의 주요 인자인 미세연료수분지수(Fine Fuel Moisture Code, FFMC)를 활용하여 지상 연료의 수분 변화에 따른 산불의 발생 여부를 구명하고자 한다. 이를 위해, 지난 5년 간 강원도 지역의 산불 기록과 기상청의 기상인자(풍속, 온도, 습도, 강수량 등)를 이용하여 산출된 FFMC값을 이용하여, 산불 발생 예측 모델을 개발하고, 그 활용성과 운용 효율을 검증함으로써, 향후 기후 변화에 따른 산불의 발생 확률 예측의 지표로 삼고자 한다.
  • 한편, 이러한 산불 기상 지수를 이용하여, Stocks 등(2000)은 기후 변화와 산불의 발생과 진화에 대한 연구를 수행하였으며, Mike Flannigan 등(2002)은 기후 변화에 따른 산불의 발생 가능성과 대형화에 대한 연구 등을 수행하고 있다. 따라서 본 연구에서는 우리나라의 대표적인 산림 지대이며, 산불의 가장 많은 피해를 보았던 강원도를 대상으로 지난 5년간의 기상 자료와 산불 발생 자료를 바탕으로 산불 발생과 기상관계를 분석하고, 캐나다 산림청에서 개발한 미세연료수분지수(fine fuel moisture code, FFMC)의 적용성 검토를 위해, FFMC와 강원도에서의 산불 발생 간의 상관 관계를 분석하고, FFMC의 직접적인 적용 가능성을 시험하고, 이를 이용한 산불 발생 예측 확률 모형을 개발코자 한다.
  • 본 연구는 우리나라의 대표적인 산림 지대이며, 산불의 가장 많은 피해를 보았던 강원도를 대상으로 지난 5년간의 기상 자료와 산불 발생 자료를 바탕으로 산불 발생과 기상 상황에 대한 분석을 실시하고, 캐나다 산림청에서 개발한 산불 지상연료 위험지수를 이용하여, 산불 발생의 예측의 적용성을 검토하고자 하였다. 연구 결과를 요약하면, 다음과 같다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
캐나다의 산불 위험등급 시스템의 구성요소인 미세연료수분지수의 특징은 무엇인가? 캐나다의 산불 위험등급 시스템의 구성요소인 미세연료수분지수는 지상의 미세 연료의 건조 여부의 예측을 통해 산불의 발화위험성을 지시하는 지수로써, 강수량의 감소와 온도의 상승, 풍속의 상승, 그리고 대기 중의 습도 감소로 인한 미세연료의 발화위험성의 상승을 표시하는 지수이다. 본 연구에서는 5년간의 강원도 지역에서의 기상 자료를 분석하고, 이를 이용하여 미세연료수분지수를 산출하여, 그 연중 분포와 적용성을 검토하였다.
캐나다 산불 위험 지수의 기본 개념은 무엇인가? 1957년 부터 이 시스템은 캐나다의 각 지역에 적합하도록 수정작업이 이루어졌으며, 이 후 Kill과 MacTavish 은 각 지역별 연료 형태에 대한 실제 실험을 실시하고 이에 근거하여 시스템은 보완되었다. 캐나다 산불 위험 지수의 기본 개념은 개발 초기에 사용된 기본 구성 요소를 최대한 유지하고, 각종 자료 계산의 단순화, 그리고, 원리적인 수식 보다는 경험적인 수식을 이용하는 것이었다. 이러한 작업은 주로 1950년대에 시행되었으며, 이러한 개념에 의해 방대한 현장 자료가 구축되었다.
FWI 시스템의 3개의 구성요소는 무엇인가? FWI 시스템은 3가지 종류의 연료의 습도 변화를 나타내는 지수와 이를 이용하여 바람의 영향을 고려하여 산정된 ISI(Initial Spread Idex), 그리고 BUI(Build Up Index)의 5가지의 구성요소로 되어 있다. 첫 번째 3개의 구성요소는 본 연구에 적용될 연료에 포함된 습도코드로서, 지상의 임내 미세 연료의 수분량을 지수화하여 예측하는 미세연료수분지수 (Fine Fuel Moisture Code, FFMC)와 임내의 표층 연료 층의 습도를 예측하는 Duff Moisture Code(DMC) 그리고 깊은 유기물층과 지중의 굵은 연료의 수분을 예측함으로써 계절적인 가뭄과 지중화의 가능성을 예측하는 Drought Code(DC)로 구성된다. 그 중 FFMC는 풍속 인자와 결합되어 초기 확산 지수(Initial Spread Index, ISI)를 산출하기 때문에 그 중요성은 매우 크다고 할 수 있다.
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참고문헌 (17)

  1. 김선영, 이병두, 이시영, 정주상 (2005) 산불 통계 자료를 이용한 산불 위험 지수 고찰. 한국 농림기상 학회지, 한국 농림기상학회, 제7권, 제4호, pp. 235-239 

  2. 원명수, 구교상, 이명보 (2006) 우리나라의 봄철 순평년 온습도 변화에 따른 산불발생위험성 분석. 한국농림기상학회지. 한국농림기상학회, 제8권, 제4호, pp. 250-259 

  3. 이시영, 한상열, 원명수, 안상현, 이명보 (2004) 기상 특성을 이용한 전국 산불 발생 확률 모형 개발. 한국 농림기상학회지. 한국 농림기상학회, 제 6권, 제4호, pp. 242-249 

  4. 이시영, 한상렬, 안상현, 오정수, 조명희, 김명수 (2001) 강원도 지역 산불 발생인자의 지역별 유형화. 한국농림기상학회지, 한국 농림기상학회, 제3권, 제3호, pp.135-142 

  5. 이학식, 임지훈 (2006) SPSS 12.0 매뉴얼. 법문사 

  6. 임종환, 신준환, 이돈구. 서승진 (2006) 기후변화에 따른 산림생태계 영향: 우리나라 연구현황과 과제. 한국농림기상학회지, 한국 농림기상학회, 제8권, 제3호, pp. 199-207 

  7. 최관, 한상열 (1996) 기상 자료를 이용한 산불 발생 확률 모형의 개발. 한국임학회지, 한국임학회, 제85권, 제1호, pp. 15-23 

  8. 한국환경정책평가연구원 (2005) 기후변화영향평가 및 적응시스템 구축 III, pp. 101-112 

  9. Alexander, M.E, Stocks, B.J and Lawson, B.D. (1996) The Canadian Forest Fire Danger Rating System. Initial Attack, Spring, pp. 5-8 

  10. Amiro, B.D., Logan, K.A., Wotton, B.M., Flanigan, M.D., Todd, J.B., Stocks, B.J. and Martell, D.L. (2004) Fire Weather index system components for large fires in the Canadian boreal forest. International Journal of Wildland Fire, Vol 13, pp. 391-400 

  11. Flanigan, M.D., Logan, K.A., Amiro, B.D., Skinner, W.R., and Stocks, B.J. (2005) Future area burned in Canada. Climatic Change, Vol. 72. pp. 1-16 

  12. Lee, B.S., Alexander., M.E, Hawkes, B.C., , Lynham, T.J., Stocks, B.J., Englefield, P. (2002) Information systems in support of wildland fire management decision making in Canada. Computer and Electronics in Agriculture, Vol. 37 

  13. Stocks, B.J. (2000) Climate change: implication for forest fire management in Canada, Initial Attack, Autumn, pp. 2-5 

  14. Stocks, B.J., Fosberg, M.A., Lynham, T.J., Merns, L., Wotton, B.M.,Yang, Q., Jin, J-Z.,Lawrence, K., Hartley, G.R., Mason, J.A., and McKenney, D.W. (1998) Climate change and forest fire potential in Russian and Canadian boreal forest. Climate Change, Vol. 38. pp. 1-13 

  15. Stocks, B.J., Lawson, B.D., Alexander., M.E., Van Wagner, C.E., AcAlpine, R.S., Lynham, T.J. and Dube, D.E. (1989) The Canadian forest fire danger rating system: an overview. For.Chron, Vol. 65, pp. 450-457 

  16. Van Nest, T.A. and Alexander, M.E. (1996) System for Rating Fire Danger and Predicting Fire Behavior Used in Canada. National Interagency Fire Behavior Workshop 

  17. Van Wagner, C.E. (1987) Development and structure of Canadian Forest Fire Weather Index System. C.E. Canadian Forest Service, Ottawa, Ontario 

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