일최저기온을 이용한 부산의 도시화효과와 도시화 원인과의 상관성 분석 Analysis of Correlation between the Cause of Urbanization and Urbanization Effect of Busan by Using Daily Minimum Temperatures원문보기
This study examined urbanization effects and the causes of urbanization, urban population growth, increase of the city scale, land cover change, and human cultures and economic activities, using the daily minimum temperatures of the past 50 years (1961-2010) with the subject of Busan and analyzed co...
This study examined urbanization effects and the causes of urbanization, urban population growth, increase of the city scale, land cover change, and human cultures and economic activities, using the daily minimum temperatures of the past 50 years (1961-2010) with the subject of Busan and analyzed correlations between urbanization effects and the causes of urbanization. Thereby, this paper drew a conclusion as below: 1) Due to the urbanization effects, the average annual daily minimum temperature increased as about $1.2^{\circ}C$; however, except for the factor of urbanization, the increase was shown as about $0.2^{\circ}C$. The occupancy of urbanization effects in the total temperature increase was quite high as about 83%. 2) Just like other cities experiencing urbanization, Busan, too, sees population growth and the expansion of city area as well as increased urbanization effects. First of all, correlation between population growth and urbanization effect was high as 0.96 before 1985 while it was lowered as 0.19 after 1985. Also, correlation between the increase of city area and urbanization effect was high as 0.64 and 0.79 before and after 1985. 3) Regarding the correlation between long-term land use change and urbanization effect, urbanization effect was affected greatly by the increase of city area (0.97) and reduction of green area (0.92). 4) Concerning human activities possible to affect the climatic factors of a city, this paper found the following factors: road length, car increase, power use, and the consumer price index, etc. And regarding the correlation between the three factors and urbanization effect, the correlation was higher in the consumer price index (0.97), the number of registered cars (0.89), power use (0.75), and road length (0.58) in order.
This study examined urbanization effects and the causes of urbanization, urban population growth, increase of the city scale, land cover change, and human cultures and economic activities, using the daily minimum temperatures of the past 50 years (1961-2010) with the subject of Busan and analyzed correlations between urbanization effects and the causes of urbanization. Thereby, this paper drew a conclusion as below: 1) Due to the urbanization effects, the average annual daily minimum temperature increased as about $1.2^{\circ}C$; however, except for the factor of urbanization, the increase was shown as about $0.2^{\circ}C$. The occupancy of urbanization effects in the total temperature increase was quite high as about 83%. 2) Just like other cities experiencing urbanization, Busan, too, sees population growth and the expansion of city area as well as increased urbanization effects. First of all, correlation between population growth and urbanization effect was high as 0.96 before 1985 while it was lowered as 0.19 after 1985. Also, correlation between the increase of city area and urbanization effect was high as 0.64 and 0.79 before and after 1985. 3) Regarding the correlation between long-term land use change and urbanization effect, urbanization effect was affected greatly by the increase of city area (0.97) and reduction of green area (0.92). 4) Concerning human activities possible to affect the climatic factors of a city, this paper found the following factors: road length, car increase, power use, and the consumer price index, etc. And regarding the correlation between the three factors and urbanization effect, the correlation was higher in the consumer price index (0.97), the number of registered cars (0.89), power use (0.75), and road length (0.58) in order.
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문제 정의
따라서 다음은 부산을 대상으로 1961∼2010년의 인구수와 도시면적에 대해 도시화효과와의 상관관계를 살펴보았다.
따라서 본 연구에서는 도시의 기상 요소에 영향을 미칠 수 있는 가능성이 있는 인간 활동으로서 첫째 도로·교통 상황을 고려하기 위하여 도로 길이와 자동차의 증가량, 둘째 전력사용량, 셋째 인간 활동의 빈도와 정도를 파악하기 위하여 소비활동시 지불된 가격의 평균변동으로 측정된 소비자물가지수 등 3가지 요인을 선택하여 도시화효과와의 상관관계를 살펴보았다.
Kim 등(1999)의 결과에 따르면 도시화에 의한 승온이 크게 나타난 도시는 대구, 서울, 포항, 울산이며, 추풍령과 목포는 도시화가 미미한 지역인 것으로 보고하였다. 따라서 본 연구에서는 연안에 위치하면서 도시화가 나타나지 않은 목포를 부산의 도시화효과 평가를 위한 최적의 비교대상지점이라고 판단하여 선정하였다. 자료는 부산과 목포의 과거 50년간(1961∼2010 의 일최저기온 자료를 이용하였다.
그러나 도시화 원인 중 인공열의 증가와 토지피복에서의 지표면 알베도 변화 그리고 인간활동의 지표인 국내총생산(GDP)를 대상으로는 1960년 이후 자료가 확보되지 않아 상관관계를 분석하지는 못하였다. 따라서 향후 기온자료를 이용하여 경년변화와는 다른 양상을 보일 것으로 판단 되는 도시화효과의 계절적 변화를 살펴보고, 본 연구에서 제시하지 못한 도시화 원인(인공열의 증가, 지표면 알베도 변화, 국내총생산, 총괄적 에너지 사용량) 및 다른 기상요소(풍향, 풍속, 일사량, 상대습도 등)와의 관계를 추가적으로 분석하고자 한다.
본 연구는 일최저기온을 이용하여 도시화효과와도시화 원인과의 상관관계를 분석하였다. 기존의 연구에서는 부산의 도시화에 따른 기온증가량에 의한 도시화효과를 제시하는 것이 대부분이며, 도시화효과와 도시화 원인과의 상관관계를 분석한 연구는 많지 않지만, Wei 등(2001)이 본 연구와 같이 중국 선전(深川, 도시화 진척지역)과 산웨이(汕尾, 도시화 미진척 지역)를 대상으로 한 급격한 도시화가 도시기후에 미치는 영향을 도시화 효과와 여러 도시화 요인과의 관계를 통해 분석한 바는 있다.
본 연구에서는 부산(도시화 진척지역)과 목포(도시화 미진척지역)간의 기온차를 평균하여 도시화효과에 의한 기온값을 계산하였는데, 도시화효과 평가의 경우는 도시화 진척지역을 부산으로 도시화 미진척지역을 목포로 표기하였다. 도시화효과에 의한 기온상승이 제거된 기온값은 아래의 식과 같이 정의된다(Choi 등, 2003).
위의 내용과 같이 본 연구에서는 부산을 대상으로 급격한 도시화에 의한 도시화 효과와 도시화 요인과의 상관관계를 살펴보았다. 그러나 도시화 원인 중 인공열의 증가와 토지피복에서의 지표면 알베도 변화 그리고 인간활동의 지표인 국내총생산(GDP)를 대상으로는 1960년 이후 자료가 확보되지 않아 상관관계를 분석하지는 못하였다.
이러한 배경에서 이 연구에서는 부산을 대상으로 1960년대 이후 도시화에 수반되어 나타난 도시화효과를 파악하고, 이를 도시규모(도시면적, 인구증가) 및 토지이용 그리고 인간문화 활동(도로 길이, 자동차 증가량, 전력사용량, 소비자물가지수)등 도시화 원인과의 상관관계를 살펴보았다.
제안 방법
그러나 부산의 경우 교외지역을 대상으로 지난 50년간의 장기간 기상자료를 보유하면서 도시화의 영향을 받지 않는 지점을 찾을 수 없어, Kim 등(1999)의 연구 결과를 바탕으로 비교·평가 지점을 선정하였다.
넷째, 도시의 기상 요소에 영향을 미칠 수 있는 가능성이 있는 인간 활동으로서 도로·교통 상황을 고려 하기 위하여 도로 길이와 자동차의 증가량, 전력사용량, 인간 활동의 빈도와 정도를 파악하기 위하여 소비 활동시 지불된 가격의 평균변동으로 측정된 소비자물가지수 등 3가지 요인을 선택하여 도시화효과와의 상관관계를 살펴보았다.
도시화효과 전후의 기온변화에 대하여 지난 50년간의 일최저기온의 평균시계열 변화를 통하여 살펴보았다(Fig. 1). 도시화효과 보정 후에는 기온상승 경향은 거의 없었다.
부산을 대상으로 과거 50년(1961-2010년)간의 일 최저기온을 이용한 도시화효과와 도시화의 원인인 도시인구증가와 도시규모의 증가, 토지피복의 변화, 인간문화 및 경제활동 등을 파악하여 도시화효과와 도시화 원인들 간의 상관관계를 분석하였다. 그 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
부산의 일최저기온 자료를 이용하여 연평균 값의 경년변화와 도시화효과를 살펴보고, 인구 및 토지이용, 인간문화 활동 등의 요인과의 상관관계를 파악하였다.
셋째, 장기적 토지이용도 변화와 도시화효과와의 상관관계를 살펴보았다. 우선 토지이용도의 변화는 시가화·건조지역의 증가는 주로 삼림지역과 초지면적의 감소에 의한 것으로 1975년과 2008년을 비교하여 보면 13%가 도시면적으로 전용되었고, 증가율은 1975년 대비 2배 이상 증가하였음을 알 수 있었다.
이러한 토지피복의 변화가 도시기후 변화에 얼마나 영향을 미치는지 알아보기 위하여 도시화효과와 시가화·건조지역의 면적증가량과 녹지면적의 감소량과의 상관관계를 살펴보았다(Fig. 5).
첫째, 지난 50년간(1961-2010)의 일최저기온과 도시화효과의 경년변화를 살펴보았다. 먼저 부산의 경우 1985년 이전에는 약 10.
대상 데이터
기상자료는 부산기상청과 목포기상대의 1961년부터 2010년까지 50년간의 일최저기온 값을 사용하였다. 도시화효과를 검증하기 위한 가장 좋은 방법은 각각의 도시지역(도시화 진척지역)과 이웃하는 시골지역(도시화 미진척지역)을 비교하는 것이다(Karl 등, 1998; Lee와 Kang, 1997; Choi 등, 2003; Koo 등, 2007).
한편 부산의 장기적인 토지이용도 변화를 제시하고 도시화 효과와의 상관성을 조사한 결과는 다음과 같다. 본 연구에 이용된 자료는 수자원관리종합시스템(WAMIS)에서 Landsat 영상을 처리하여 제공한 지형공간 래스터 자료를 이용하였다. 자료의 공간해상도는 1975년, 1980년, 1985년은 30 m×30 m, 1990년, 2000년, 2008년은 60 m×60 m 이다.
자료는 부산과 목포의 과거 50년간(1961∼2010 의 일최저기온 자료를 이용하였다.
이론/모형
도시화효과를 검증하기 위한 가장 좋은 방법은 각각의 도시지역(도시화 진척지역)과 이웃하는 시골지역(도시화 미진척지역)을 비교하는 것이다(Karl 등, 1998; Lee와 Kang, 1997; Choi 등, 2003; Koo 등, 2007). 따라서 본 연구에서도 도시화효과를 파악하기 위하여 Choi 등(2003)의 계산식과 일최저기온 자료를 이용하였다.
성능/효과
1961년부터 2010년까지 50년간 부산의 일최저기온의 증가경향을 살펴보면 1989년 이후 급격히 증가함을 Fig. 1을 통해 확인할 수 있었다.
넷째, 도시의 기상 요소에 영향을 미칠 수 있는 가능성이 있는 인간 활동으로서 도로·교통 상황을 고려 하기 위하여 도로 길이와 자동차의 증가량, 전력사용량, 인간 활동의 빈도와 정도를 파악하기 위하여 소비 활동시 지불된 가격의 평균변동으로 측정된 소비자물가지수 등 3가지 요인을 선택하여 도시화효과와의 상관관계를 살펴보았다. 각 요소의 유의성은 P값이 0.0001이하로 유의수준을 만족하였으며, 상관관계는 소비자물가지수(0.97)가 가장 높았고, 다음으로 자동차등록대수(0.89), 전력사용량(0.75), 도로 길이(0.58) 순이었다.
둘째, 부산은 도시화가 진행되고 있는 다른 도시와 마찬가지로 인구증가 및 도시면적의 확대와 함께 도시화효과가 증가함을 알 수 있었다. 먼저 인구증가와 도시화효과와의 상관관계를 살펴보면 1985년 이전에 0.
우선 토지이용도의 변화는 시가화·건조지역의 증가는 주로 삼림지역과 초지면적의 감소에 의한 것으로 1975년과 2008년을 비교하여 보면 13%가 도시면적으로 전용되었고, 증가율은 1975년 대비 2배 이상 증가하였음을 알 수 있었다. 또한 도시면적 증가(0.97) 및 녹지면적의 감소(0.92)가 도시화효과에 높은 영향을 미치고 있음을 알 수있었다.
목포의 경우는 1985년 이전에는 감소하다가 1986년 이후 증가 하는 경향을 볼 수 있는데, 그 증가폭은 부산에 비해 매우 낮았다. 또한 부산은 도시화효과로 인한 연평균 일최저기온은 약 1.2℃ 증가하였으나, 도시화를 제거한 후 약 0.2℃ 증가함을 알 수 있었다. 이는 지구온난화에 의한 것으로 판단되며, Kim 등(1999)의 연구결과와 같이 총 기온증가량 중 도시화 효과에 의한 증가 량을 제외한 값은 온실효과에 의한 기온증가량으로 판단한 것과 잘 일치한다.
우선 토지이용도의 변화는 시가화·건조지역의 증가는 주로 삼림지역과 초지면적의 감소에 의한 것으로 1975년과 2008년을 비교하여 보면 13%가 도시면적으로 전용되었고, 증가율은 1975년 대비 2배 이상 증가하였음을 알 수 있었다.
2℃ 증가하였다. 전체 기온증가에 도시화가 차지하는 비율은 약 83%로 높게 나타났다. 이러한 결과는 도시열섬의 가장 큰 영향은 일최저기온의 상승이라고 밝힌 바 있는 Baek과 Kwon(1994)의 결과와 일치한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
도시의 기상 요소에 영향을 미칠 수 있는 가능성이 있는 인간 활동으로서 무엇을 선택하였나?
따라서 본 연구에서는 도시의 기상 요소에 영향을 미칠 수 있는 가능성이 있는 인간 활동으로서 첫째 도로·교통 상황을 고려하기 위하여 도로 길이와 자동차의 증가량, 둘째 전력사용량, 셋째 인간 활동의 빈도와 정도를 파악하기 위하여 소비활동시 지불된 가격의 평균변동으로 측정된 소비자물가지수 등 3가지 요인을 선택하여 도시화효과와의 상관관계를 살펴보았다. 각 요소의 유의성은 P값이 0.
소비자물가지수가 다른 요소들에 비해 높은 상관성을 나타내는 이유는?
58) 순이었다. 소비자물가지수가 다른 요소들에 비해 높은 상관성을 나타내는 이유는 소비자물가지수 산정이 2005년의 시장바구니 금액을 100으로 기준하여 동일한 시장바구니의 금액과 비교하여 수치화하는 방법을 사용했기 때문으로 판단된다.
도시기후 특히 도시열섬현상에 대한 연구에는 어떤 것이 있는가?
또한 도시기후 특히 도시열섬현상에 대한 연구는 활발히 이루어졌다. 예를 들면, Park(1987)은 인구가 많은 도시일수록 도시온도가 높고, 동일한 도시에 있어서도 인구가 증가함에 따라 도시온도가 상승한다고 지적하였고, Ichinose(1997)는 지리정보시스템을 이용하여 도시기후의 수치시뮬레이션 기법을 이용하여, 인공열이 도시기온 상승에 미치는 영향을 보고하였다. 그러나 도시열섬 현상에 의한 도시에 있어서의 인간 활동, 도시 인구와 규모, 토지피복변화나 경제활동 등에 미치는 영향에 대해서는 충분한 연구가 이루어지지 못했다.
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