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문제 정의
- 따라서 기상관측 시기, 도시림 캐노피의 변화는 Tmrt 해석에 영향을 미칠 수 있으나 본 연구에서는 도시림 캐노피에는큰 변화가 없을 것을 전제로 두고 캐노피가 없을 때의 Tmrt 및 관련 변수들과 캐노피가 있을 때의 Tmrt 및 관련 변수들에 대하여 건물과 수변 지역을 제외한 공간을 대상으로 일평균과 시간별 변화를 비교하였으며 도시림 캐노피의 잠재적 온열환경 조절 기능을 도메인 전체에 대한 일평균 Tmrt, 지점 별 일평균 Tmrt, 시간별 지점 Tmrt를 통해 수치적으로 기술 및 평가하였다. 더불어 천개지수를 대상으로 각 계산방법의 특성들과 이에 따른 영향들을 함께 고찰하였다.
- 본 연구에서는 (1) 도시림이 있는 모의 대상지(현재 분포하는 도시림)와 (2) 도시림이 없는 모의 대상지(도시림 제거)를 대상으로 SOLWEIG 모델로부터 Tmrt를 산출해 비교 및 고찰하였다. 연구지역은 서울시 광진구 건국대학교 일대(Figure 4 참조)로 대상지의 도시림 면적이 넓고 분포 패턴이 다양하여 도시림 캐노피에 의한 온열 저감 효과를 분석 및 평가하는데 적합하다고 판단하였다.
- 특히 미기후 모델링 및 관측의 상호보완 체계를 통해서 도시림이 도시미기후에 미치는 영향들의 정량적 설명능력에 대한 사회적 관심과 신뢰성이 높아지는 추세이다. 이에 본 연구는 평균복사온도 분포를 통해 도시림 캐노피가 주변 옥외환경에 미치는 온열환경 조절 효과를 정량적으로 기술하는 방법을 제안하고 산출된 결과의 평가를 통해 모델의 개선 방향과 활용 방안을 제시하고자 하였다.
제안 방법
- 5를 곱한다. 가중치를 구하기 위해 건물이나 하늘과 같이 서로 다른 각 요소들의 면적을 간단한 반구 기하를 통해 계산한다. 가상의 측방시설들이 직각방향 요소들보다 많은 복사를 받기 때문에 이 면적들은 함께 가중 적용된다.
- 그러나 오후 1시경부터 3시경까지 구름으로 인한 일사량 감소가 있었다. 기상자료와 ASCII 형태로 전환된 모의 대상지 별 입력자료(도시림이 있는 모의 대상지와 도시림이 없는 모의 대상지)를 SOLWEIG 모델에 입력(Table 2 참조)하고 산출된 일평균 및 시간별 Tmrt 자료를 이용하여 도시림 캐노피의 효과를 분석하였다. 더불어 계산과정에서 산출되는 천개지수를 대상으로 SOLWEIG와 3DPC SVF Calculator 산출 결과를 비교 및 평가하였다.
- 기상자료와 ASCII 형태로 전환된 모의 대상지 별 입력자료(도시림이 있는 모의 대상지와 도시림이 없는 모의 대상지)를 SOLWEIG 모델에 입력(Table 2 참조)하고 산출된 일평균 및 시간별 Tmrt 자료를 이용하여 도시림 캐노피의 효과를 분석하였다. 더불어 계산과정에서 산출되는 천개지수를 대상으로 SOLWEIG와 3DPC SVF Calculator 산출 결과를 비교 및 평가하였다. 어안렌즈 영상은 Canon EOS 5D Mark III카메라에 SIGMA 8mm 구경 어안렌즈(F 3.
- 도시림의 공익적 기능들 중 하나인 지표면 복사 조절 기능을 평균복사온도를 주제로 SOLWEIG 모델을 이용하여 정량적으로 기술하는 방법을 제시하고 모델링 결과의 평가 및 활용성을고찰해 보았으며 다음과 같은 결론을 도출하였다.
- 도시림의 체적은 지면에서 도시림수관높이(canopy height)까지의 체적으로부터 지면에서 줄기 높이(trunk height)까지의 수관하부 체적(0.3× 적용)을 차감하여 계산하였다(Figure 4 참조).
- 이로부터 도시림이 있는 현재의 환경과 도시림을 제거한 가상의 옥외환경 모의 대상지를 구성하였다. 두 모의 대상 지의 모델링을 통해 산출된 Tmrt 공간분포와 수치들을 비교하여 여름철 도시림이 외부환경에 미치는 효과를 정량적으로 기술 및 평가하였다(Figure 2 참조).
- 수관밀도와 같은 도시림 캐노피의 상태는 시간에 따라 변화한다. 따라서 기상관측 시기, 도시림 캐노피의 변화는 Tmrt 해석에 영향을 미칠 수 있으나 본 연구에서는 도시림 캐노피에는큰 변화가 없을 것을 전제로 두고 캐노피가 없을 때의 Tmrt 및 관련 변수들과 캐노피가 있을 때의 Tmrt 및 관련 변수들에 대하여 건물과 수변 지역을 제외한 공간을 대상으로 일평균과 시간별 변화를 비교하였으며 도시림 캐노피의 잠재적 온열환경 조절 기능을 도메인 전체에 대한 일평균 Tmrt, 지점 별 일평균 Tmrt, 시간별 지점 Tmrt를 통해 수치적으로 기술 및 평가하였다. 더불어 천개지수를 대상으로 각 계산방법의 특성들과 이에 따른 영향들을 함께 고찰하였다.
- 이 연구는 인지온도의 중요한 요인들중의 하나인 평균복사 온도를 주제로 차감기법을 적용하여 도시림의 온열환경 조절효과를 정량적으로 추정하는 방법을 제안하였다. 3차원 점군 기반의 고정밀 도시지표 모델과 SOLWEIG 모델을 통해 도시림 캐노피가 있음으로써 기대할 수 있는 순수한 온열저감 효과를 수치적으로 산출한 데 의의가 있다.
- 5)로 2013년 7월 29일 촬영된 자료를 이용하였다. 촬영은 Manfrotto 190XPROB 삼각대가 지면으로부터 가장 근접할 수 있는 약 70cm 높이에서 나침반과 STANLEY laser line level을 이용하여 자북방향과 수평을 유지한 상태에서 수행되었다.
- 항공라이다 자료로부터 지면분류 과정을 거쳐 산출한 3차원 점군분류 결과를 래스터로 변환하여 SOLWEIG 입력 자료인 DEM(digital elevation model), 건물고(building height), 수고 (tree hight) 래스터 자료를 작성하였으며 입력자료 포맷은 ASCII이다. 항공라이다 자료는 2008년 9월 6일 지면으로부터 약 700m 고도에서 Leica Airborne Laser Scanner 60에 의해 취득되었으며(12bit, 100kHz, ±50°) 점밀도는 2.
대상 데이터
- (2014)에 의해 개발된 3DPC SVF Calculator이며, SOLWEIG 모델링을 위한 입력자료는 항공라이다 자료로부터지형, 건물, 도시림캐노피 래스터모델을 1m×1m 해상도로 작성하였다.
- 5~10 pt/m2이다. SOLWEIG 모델링에 적용된 기상자료는 기상청에서 운영 하는 108번 자동관측지점에서 2012년 8월 5일 관측된 시간별데이터로 시간, 대기온도, 상대습도, 전천일사 정보를 포함한다(Table 1 참조). 일출/일몰 계산에 따르면 서울에서의 일출시간은 5시 39분, 일몰시간은 7시 36분으로 추정된다.
- 67×10-8Wm-2K-4)이다. 단파복사속은 직달일사, 산란일사, 전천일사를 입력 자료로 사용한다. 도시의 특정 위치에 유입되는 단파복사(K↓ij)는 식 3을 통해 계산된다.
- , 2011). 모델 적용을 위하여 산출된 1m 해상도의 DEM(digital elevation model), 건물고(building height), 수관고(canopy hight) 래스터 자료로부터 추정되는 영역 내 건물 면적은 56,154m2 (전체 면적의 22%), 건물 체적은 214,759m3, 도시림 면적은 87,402m2 (전체 면적의 35%), 도시림 체적은 738,875m3이다. 도시림의 체적은 지면에서 도시림수관높이(canopy height)까지의 체적으로부터 지면에서 줄기 높이(trunk height)까지의 수관하부 체적(0.
- 더불어 계산과정에서 산출되는 천개지수를 대상으로 SOLWEIG와 3DPC SVF Calculator 산출 결과를 비교 및 평가하였다. 어안렌즈 영상은 Canon EOS 5D Mark III카메라에 SIGMA 8mm 구경 어안렌즈(F 3.5)로 2013년 7월 29일 촬영된 자료를 이용하였다. 촬영은 Manfrotto 190XPROB 삼각대가 지면으로부터 가장 근접할 수 있는 약 70cm 높이에서 나침반과 STANLEY laser line level을 이용하여 자북방향과 수평을 유지한 상태에서 수행되었다.
- 를 산출해 비교 및 고찰하였다. 연구지역은 서울시 광진구 건국대학교 일대(Figure 4 참조)로 대상지의 도시림 면적이 넓고 분포 패턴이 다양하여 도시림 캐노피에 의한 온열 저감 효과를 분석 및 평가하는데 적합하다고 판단하였다. 사용된 S/W는 SOLWEIG v.
- 연구지역은 약 9ha 면적의 도시림에 학교 건물과 온실 등 일부 시설들이 조성된 지역으로 주변 지형은 대부분 평탄한 지형이나 도시림은 작은 언덕 위에 위치하고 있고 참나무와 리기다 소나무, 기타 조경 수목이 분포하고 있어 도시림을 포함한 도시의 복잡성을 잘 설명하는 공간이다. 또한 어안렌즈 관측과 3차원 점군자료를 이용한 천개지수(#) 산출 개발 및 검증이 수행된 지역으로 자동 대기/기상 관측망이 운영되고 있는 지역이다(An et al.
- (2014)에 의해 개발된 3DPC SVF Calculator이며, SOLWEIG 모델링을 위한 입력자료는 항공라이다 자료로부터지형, 건물, 도시림캐노피 래스터모델을 1m×1m 해상도로 작성하였다. 이로부터 도시림이 있는 현재의 환경과 도시림을 제거한 가상의 옥외환경 모의 대상지를 구성하였다. 두 모의 대상 지의 모델링을 통해 산출된 Tmrt 공간분포와 수치들을 비교하여 여름철 도시림이 외부환경에 미치는 효과를 정량적으로 기술 및 평가하였다(Figure 2 참조).
- 항공라이다 자료는 2008년 9월 6일 지면으로부터 약 700m 고도에서 Leica Airborne Laser Scanner 60에 의해 취득되었으며(12bit, 100kHz, ±50°) 점밀도는 2.5~10 pt/m2이다.
이론/모형
- 행렬 i×j 위치에서 방출되는 장파복사(L↑ij)는 Stefan-Boltzmann 법칙을 적용하여 계산한다.
성능/효과
- 3차원 점군 기반의 고정밀 도시지표 모델과 SOLWEIG 모델을 통해 도시림 캐노피가 있음으로써 기대할 수 있는 순수한 온열저감 효과를 수치적으로 산출한 데 의의가 있다. SOLWEIG 모델 기반 에서 도시림 캐노피가 형성된 현재의 조건에서 추정한 Tmrt와 도시림 캐노피가 사라질 경우 추정되는 Tmrt를 수치적으로 차감하고 남은 값들을 도시림 캐노피가 있기 때문에 얻을 수 있는 공익적 온열저감 효과로 보았다. 연구결과에 근거해 볼 때도시림 캐노피는 태양일사 차단을 통해 일평균 약 10℃ 정도의 Tmrt 저감 능력을 가지고 있는 것으로 판단되며 시간별 저감효과는 더 크게 나타나고 있었다.
- 도시림이 있는경우 일평균 Tmrt의 최고온도와 최저온도가 크게 바뀌지 않았지만 도시림 캐노피에 의한 태양복사 차단 효과로 인해 도시림이 없는 경우보다 캐노피 하부 지표면에서는 일평균 Tmrt 수치가 약 10℃ 정도 저감되었고 특히 남쪽을 향하는 언덕의 사면에서 일평균 Tmrt 저감 효과가 크게 나타났다. SOLWEIG 모델 적용 시 대상지 전체에서의 도시림 캐노피로 인한 일평균 Tmrt의 평균 저감 효과는 약 5.3℃ 정도, 도시림 캐노피와 지형특성이 적절히 조합될 때에는 특정 장소에서 최대 약 17℃까지 일평균 Tmrt 차이가 발생하는 것으로 나타났으며(Table 4 참조) 이는 Lindberg and Grimmond(2011)의 SOLWEIG 모델 기반 식생모델의 검증에서 나타나는 Tmrt 저감효과와 근접한 범위 내에 있는 것으로 판단된다. 일반적으로 기온은 시간적-공간적 변동성이 낮아 한여름의 도심과 산천 계곡의 비교와 같이 뚜렷한 수변 환경 차이가 있더라도 10℃ 정도의 기온 차이가 나타나기 어렵지만 Tmrt의 경우 단파(shortwave) 차단으로 인한 20℃ 이상의 시간평균 Tmrt 차이가 빈번하게 관측되고 있다(Lindberg and Grimmond, 2011).
- 건물 및 도시림 캐노피 정보를점군 형태로 가지고 있는 3차원 점군(3DPC)자료(DBM(a’) 등)와 격자 형태로 가지고 있는 SOLWEIG 격자(DBM (a) 등)를 통해 입력 자료의 차이가 계산에 미치는 차이가 수치화되었다.
- 를 통해 비교한 결과 도시림이 있음으로 인한 뚜렷한 온열 저감효과가 나타났다(Figure 5 참조). 도시림이 없는 경우 건물 내부의 중정이나 건물들 사이의 공간을 제외한 대부분의 지역에서 태양복사로 인한 일평균 Tmrt가 높았으며 특히 건물의 옥상과 남쪽을 향하는 언덕의 사면에서 일평균 Tmrt 수치가 크게 나타났다. 도시림이 있는경우 일평균 Tmrt의 최고온도와 최저온도가 크게 바뀌지 않았지만 도시림 캐노피에 의한 태양복사 차단 효과로 인해 도시림이 없는 경우보다 캐노피 하부 지표면에서는 일평균 Tmrt 수치가 약 10℃ 정도 저감되었고 특히 남쪽을 향하는 언덕의 사면에서 일평균 Tmrt 저감 효과가 크게 나타났다.
- 도시림이 없는 경우 건물 내부의 중정이나 건물들 사이의 공간을 제외한 대부분의 지역에서 태양복사로 인한 일평균 Tmrt가 높았으며 특히 건물의 옥상과 남쪽을 향하는 언덕의 사면에서 일평균 Tmrt 수치가 크게 나타났다. 도시림이 있는경우 일평균 Tmrt의 최고온도와 최저온도가 크게 바뀌지 않았지만 도시림 캐노피에 의한 태양복사 차단 효과로 인해 도시림이 없는 경우보다 캐노피 하부 지표면에서는 일평균 Tmrt 수치가 약 10℃ 정도 저감되었고 특히 남쪽을 향하는 언덕의 사면에서 일평균 Tmrt 저감 효과가 크게 나타났다. SOLWEIG 모델 적용 시 대상지 전체에서의 도시림 캐노피로 인한 일평균 Tmrt의 평균 저감 효과는 약 5.
- 둘째, 연구지역 내에 위치한 네 지점들을 대상으로 시간별 일사조절 및 온열분포에 미치는 영향을 분석한 결과 도시림을 포함하지 않고 구한 Tmrt와 도시림을 포함하여 구한 Tmrt를비교한 결과 Tmrt의 시간에 따른 변동 폭이 더 크게 나타났다.
- 천개지수(SVF) 역시 식 3에서 보는 바와 같이 지표에 유입되는 K↓ij에 비례적으로 영향을 미치는 중요한 인자이다. 본 연구에서 적용한 (1) SOLWEIG 모델 추정 평균값(0.36)과 (2) 3DPC SVF calculator 추정 평균값(0.17) 비교 결과 도시림 캐노피로 인한 SVF 저감효과가 약 2배 이상 차이가 발생하고 있어 복사 모델에 활용되는 공간정보자료의 선택에도 신중한 검토가 필요하고 판단된다. SVF 저감효과의 차이는 다양한 원인들로 추정할 수 있겠지만 우선적으로는 격자 기반의 SOLWEIG 모델이 구조적으로 도시림 캐노피의 밀도나 공극도를 충분히 계산에 반영하기 못하기 때문에 공극도를 고려하여 계산하는 3DPC SVF calculator보다 낮은 SVF 평균을 산출하는 것으로 판단된다.
- 셋째, SOLWEIG 모델과 3DPC SVF calculator를 이용해 산출된 SVF 비교 결과 도시림 캐노피가 있음으로 발생하는 SVF 저감 평균 산정방법에 따라 SOLWEIG 모델에서 추정하는 평균값(0.36)과 3DPC SVF calculator에서 추정하는 평균값 (0.17)이 2배 이상 차이가 나고 있어 향후 Tmrt 정확도 향상을 위한 관심과 개선이 요구된다.
- SOLWEIG 모델 기반 에서 도시림 캐노피가 형성된 현재의 조건에서 추정한 Tmrt와 도시림 캐노피가 사라질 경우 추정되는 Tmrt를 수치적으로 차감하고 남은 값들을 도시림 캐노피가 있기 때문에 얻을 수 있는 공익적 온열저감 효과로 보았다. 연구결과에 근거해 볼 때도시림 캐노피는 태양일사 차단을 통해 일평균 약 10℃ 정도의 Tmrt 저감 능력을 가지고 있는 것으로 판단되며 시간별 저감효과는 더 크게 나타나고 있었다. 도시림 캐노피가 가지는 공익적 가치가 높을 것으로 추정되지만 현재 가치를 환산하는 표준체계가 없기 때문에 추후 Tmrt 저감 능력을 공익적 가치로 환산하는 연구가 수행될 예정이다.
- 도시림이 없는 경우와 도시림이 있는 경우 도시림 캐노피 하부에서 일평균 Tmrt가 약 10℃ 정도 저감되는 것으로 추정된다. 연구지역 전체 일평균 Tmrt의 평균 저감 효과는 약 5.3℃ 정도였으나 도시림 캐노피 특성과 지형특성이 반영되면 국지적으로는 10℃ 이상의 일평균 Tmrt 저감효과를 기대할 수있었다.
- 일조시간 중에 도시에서 지면일사의 차단으로 인한 Tmrt 감소는 도시림과 건물 등 인공구조물의 배치와 천구상의 점유율에 따라 다른 증감 패턴으로 나타났다. S2 지점의 경우 오전에 도시림에 의한 Tmrt 저감 효과가 크게 나타난 반면 S3 지점과 S4 지점의 경우의 Tmrt 저감 효과가 두드러지게 나타났으나 그림자가 드리워지지 않는 정오 경에는 S2 지점을 제외한 지점 에는 Tmrt 저감 효과가 현저하게 수치적으로 낮아지는 경향을 보였다.
- 태양복사가 없는 야간의 경우 식생에 의한 지표복사(장파복사) 차단이 열평형 기작을 주도함으로 인해서 도시림이 있는 경우의 시간별 Tmrt 평균이 도시림이 없는 경우의 시간별 Tmrt 평균보다 3~4℃ 높게 나타났다. 일출 이후 에는 식생에 의한 태양복사(단파복사) 차단이 열평형 기작을 주도함으로 인해서 도시림이 있는 경우의 시간별 Tmrt 평균이 도시림이 없는 경우의 시간별 Tmrt 평균보다 점차 낮아져서 최대 약 10℃ 정도까지 일사차단으로 인한 저감 효과가 나타났으나 정오 경 발생한 흐린 날씨로 인해 2시경의 최대 차이를 볼 수는 없었다.
- 첫째, SOLWEIG 모델을 이용해 도시림 캐노피가 미치는 일사조절 및 온열분포에 미치는 영향을 분석한 결과 도시림 캐노피가 여름철 Tmrt 조절의 주요인자임을 정량적으로 확인하였다. 도시림이 없는 경우와 도시림이 있는 경우 도시림 캐노피 하부에서 일평균 Tmrt가 약 10℃ 정도 저감되는 것으로 추정된다.
- 평균 변동에서도 도시림이 없는 경우와 도시림이 있는 경우의 차이가 뚜렷하게 나타났다 (Figure 6 참조). 태양복사가 없는 야간의 경우 식생에 의한 지표복사(장파복사) 차단이 열평형 기작을 주도함으로 인해서 도시림이 있는 경우의 시간별 Tmrt 평균이 도시림이 없는 경우의 시간별 Tmrt 평균보다 3~4℃ 높게 나타났다. 일출 이후 에는 식생에 의한 태양복사(단파복사) 차단이 열평형 기작을 주도함으로 인해서 도시림이 있는 경우의 시간별 Tmrt 평균이 도시림이 없는 경우의 시간별 Tmrt 평균보다 점차 낮아져서 최대 약 10℃ 정도까지 일사차단으로 인한 저감 효과가 나타났으나 정오 경 발생한 흐린 날씨로 인해 2시경의 최대 차이를 볼 수는 없었다.
후속연구
- 비교 및 검증은 Lindberg et al.(2008) 등 다수 연구들에서 수행되었으나 장비 운용의 제약으로 본 연구에서는 이용하지 못하여 본연구의 한계로 두었다. 향후 흑구온도계 등을 이용하여 같은시간에 지표(land surface)공간의 차이로 발생하는 Tmrt 차이 (Figure 5, 6 참조)를 검정하는 연구들을 수행할 계획이다.
- , 2016) 향후 숲의 지면 미기후 조절 기능 설명능력이 크게 개선될 것이다. 건물 및 캐노피의 배치특성에 따라 증감패턴이 크게 달라지고 있어 국지적 공간에서 수행되는 식재(植栽)활동이 미치는 미기후조절 효과를 평가하기 위한 방법들의 개선이 요구되지만 결국 이를 통해 도시의 국소 공간에서의 식재 및 조경활동이 도시미기후 조절에 미치는 공익적 기능을 보다 객관적으로 설명할 수 있을 것이라 기대된다. 공원녹지계획과 같은 대규모 도시림 조성과 같은 조경활동을 통해 만들어지는 식재공간이 도시 미기후 조절에 미치는 효과를 정량적으로 전망하고 설계함으로써 조경기법을 통한 미기후 관리를 보다 체계화할 것이다.
- 한편, 컴퓨팅 기술 발전 측면에서 볼때 SOLWEIG 모델은 편리한 GUI(graphic user interface) 환경과 더불어 확장된 격자기반 멀티스레드(multi-thread) 지원을 통해 안정적인 대용량 연산이 가능해졌다. 결과적으로 고해 상도의 품질을 유지하면서도 서울 및 수도권 등 넓은 지역을 모의할 수 있어 향후 광역 녹지계획 연구에도 적용될 수 있게되었다. 2015년 개최된 제9회 국제 도시기후학회(International Conference on Urban Climate, ICUC)에서 Lindberg는 SOLWEIG 모델을 GIS 플랫폼이 QGIS에 통합될 수 있게 개발 및 배포할것이라 공표하여 향후 SOLWEIG 모델의 응용은 더욱 활발해질 것이라고 판단된다.
- 공원녹지계획과 같은 대규모 도시림 조성과 같은 조경활동을 통해 만들어지는 식재공간이 도시 미기후 조절에 미치는 효과를 정량적으로 전망하고 설계함으로써 조경기법을 통한 미기후 관리를 보다 체계화할 것이다. 계획적 측면에서는 도시에 대규모 숲 조성을 통해 긍정적 효과로 기대할 수 있는 도시환경 지표들(풍속, 습도, 기온 등) 의 정량적 수치들에 근거하여 체계적인 도시림 관리정책 추진을 기대할 수 있을 것이다. 더 넓게는 산림의 공익 계량화를 통해 숲을 담는 가장 큰 그릇인 산지(山地)의 관리정책 수립까지 확대하여 산줄기-물줄기 관리 계획 등 자연친화적 국토관리계획 수립 연구들(KRIHS, 2010; KRIHS, 2011; Son and Jin, 2013)과도 연계될 수 있을 것이다.
- 건물 및 캐노피의 배치특성에 따라 증감패턴이 크게 달라지고 있어 국지적 공간에서 수행되는 식재(植栽)활동이 미치는 미기후조절 효과를 평가하기 위한 방법들의 개선이 요구되지만 결국 이를 통해 도시의 국소 공간에서의 식재 및 조경활동이 도시미기후 조절에 미치는 공익적 기능을 보다 객관적으로 설명할 수 있을 것이라 기대된다. 공원녹지계획과 같은 대규모 도시림 조성과 같은 조경활동을 통해 만들어지는 식재공간이 도시 미기후 조절에 미치는 효과를 정량적으로 전망하고 설계함으로써 조경기법을 통한 미기후 관리를 보다 체계화할 것이다. 계획적 측면에서는 도시에 대규모 숲 조성을 통해 긍정적 효과로 기대할 수 있는 도시환경 지표들(풍속, 습도, 기온 등) 의 정량적 수치들에 근거하여 체계적인 도시림 관리정책 추진을 기대할 수 있을 것이다.
- 계획적 측면에서는 도시에 대규모 숲 조성을 통해 긍정적 효과로 기대할 수 있는 도시환경 지표들(풍속, 습도, 기온 등) 의 정량적 수치들에 근거하여 체계적인 도시림 관리정책 추진을 기대할 수 있을 것이다. 더 넓게는 산림의 공익 계량화를 통해 숲을 담는 가장 큰 그릇인 산지(山地)의 관리정책 수립까지 확대하여 산줄기-물줄기 관리 계획 등 자연친화적 국토관리계획 수립 연구들(KRIHS, 2010; KRIHS, 2011; Son and Jin, 2013)과도 연계될 수 있을 것이다.
- 더불어 본 연구에서 제안한 산출기법의 문제점들에 대한 충분한 검토가 필요할 것이다. 도시림 캐노피의 온열환경 조절 효과를 실험적으로 설명하고 증명하기 위해 사용된 공간정보 자료 및 관측자료의 적시성(2008년 3차원 점군 자료를 이용해 모델 공간을 구축하고 2012년 관측결과 적용) 문제나 SOLWEIG 모델의 Tmrt 산출 알고리즘의 불완전성 등은 본 연구의 한계 로서 추후 개선이 필요하다.
- 연구결과에 근거해 볼 때도시림 캐노피는 태양일사 차단을 통해 일평균 약 10℃ 정도의 Tmrt 저감 능력을 가지고 있는 것으로 판단되며 시간별 저감효과는 더 크게 나타나고 있었다. 도시림 캐노피가 가지는 공익적 가치가 높을 것으로 추정되지만 현재 가치를 환산하는 표준체계가 없기 때문에 추후 Tmrt 저감 능력을 공익적 가치로 환산하는 연구가 수행될 예정이다.
- 더불어 본 연구에서 제안한 산출기법의 문제점들에 대한 충분한 검토가 필요할 것이다. 도시림 캐노피의 온열환경 조절 효과를 실험적으로 설명하고 증명하기 위해 사용된 공간정보 자료 및 관측자료의 적시성(2008년 3차원 점군 자료를 이용해 모델 공간을 구축하고 2012년 관측결과 적용) 문제나 SOLWEIG 모델의 Tmrt 산출 알고리즘의 불완전성 등은 본 연구의 한계 로서 추후 개선이 필요하다. 또한 식 3에서 보는 바와 같이 지표를 구성하고 있는 피복 물질의 알베도(Albedo)는 지표에 유입되는 단파복사(K↓ij)의 수량에 비례적으로 영향을 미치지만 현재 SOLWEIG 모델은 개개의 물질별 특성을 고려하지 않고 일괄적으로 적용(본 연구에서는 0.
- Lindberg and Grimmond(2011) 는 수목의 캐노피에 의해 그림자 지는 지점에서 SOLWEIG가관측결과에 비해서 Tmrt를 과대하게 추정함을 언급한 바 있다. 따라서 향후에도 Tmrt 산출기법의 개선을 위해서 변이변수들에 대한 보다 정교한 통제가 연구되어야 할 것이며 더불어 관측 등 다양한 Tmrt 산출 방법들과 교차비교를 통한 양적 검증등이 이어져야 할 것이다. 한편, 컴퓨팅 기술 발전 측면에서 볼때 SOLWEIG 모델은 편리한 GUI(graphic user interface) 환경과 더불어 확장된 격자기반 멀티스레드(multi-thread) 지원을 통해 안정적인 대용량 연산이 가능해졌다.
- , 2006; Lindberg and Grimmond, 2011) 국내에서도 도시환경 개선과관련한 숲의 다양한 공익적 기능들 계량화(NIFoS, 2010)가 연구되고 있다. 정교한 일사 모델은 미기후 분야에서 지표면 일사차단, 복사 방출량 차이로 인한 현열 분포의 변화, 이로 인한 국지기온 분포 변화와도 연결되어 있어(Yi et al., 2016) 향후 숲의 지면 미기후 조절 기능 설명능력이 크게 개선될 것이다. 건물 및 캐노피의 배치특성에 따라 증감패턴이 크게 달라지고 있어 국지적 공간에서 수행되는 식재(植栽)활동이 미치는 미기후조절 효과를 평가하기 위한 방법들의 개선이 요구되지만 결국 이를 통해 도시의 국소 공간에서의 식재 및 조경활동이 도시미기후 조절에 미치는 공익적 기능을 보다 객관적으로 설명할 수 있을 것이라 기대된다.
- (2014)이 제안한 방법은 3차원 점군자료를 천구투영 단계에서 건물, 식생, 지형 등의 피복 특성별로 분리하고 있어 피복재질의 물리적 특성을 모델에 반영할 수 있는 기반을 제공하고 것이다(Figure 7 참조). 최근 확장되고 있는 3차원 건물들의 피복 이미지는 보다 상세한 재질적 정보를 반영하고 있어 유리창등과 같은 다양한 물질도 모델에 적용될 수 있을 것이다.
- (2008) 등 다수 연구들에서 수행되었으나 장비 운용의 제약으로 본 연구에서는 이용하지 못하여 본연구의 한계로 두었다. 향후 흑구온도계 등을 이용하여 같은시간에 지표(land surface)공간의 차이로 발생하는 Tmrt 차이 (Figure 5, 6 참조)를 검정하는 연구들을 수행할 계획이다. 천개지수(SVF) 역시 식 3에서 보는 바와 같이 지표에 유입되는 K↓ij에 비례적으로 영향을 미치는 중요한 인자이다.
- 15)하고 있어 복잡한 도시공간에서의 정교한 온열환경 분석을 저해하는 요인이 되고 있다. 향후에는 식생, 철골, 유리, 콘크리트, 아스팔트 등 다양한 물체들의 알베도, 열용량, 열전도도 특성들과 상호작용이 종합적으로 고려하는 복사모델 개발이 수행되어야 할 것이다. An et al.
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