2024년 8월 서울특별시는 장장 36일 동안 지속되며 대다수 시민은 잠 못 이루는 밤을 보냈다. 기상 관측 이래 가장 긴 기간이며 9월에도 열대야가 발생해 당황스럽게 만들었다.열대야가 아니더라도 도시 지역을 중심으로 가중되고 있는 “도시 열섬”도 여름철 복병이다. 도시 열섬은 주변 전원 지역보다 도시 지역에서 대기와 지표면 온도가 더 높게 나타나는 현상을 말한다.폭염과 열대야가 가중되고 대기 등 도시 환경도 악화돼 도시민 생활과 건강에도 악영향을 미치고 있다. 정부는 도시의 빈발하는 기상재해에 대한 심각성을 인식하고 대응책 마련에 고심하고 있는 실정이다.이번 회에서는 'AWS 데이터를 활용한 도시열섬 분포 및 강도의 군집분석을 통한 취약지역 도출 - 2005.03~2020.02 사이의 서울시 및 주변 지역 43개 지점을 대상으로 -'라는 주제의 논문을 소개하고자 한다.이 논문은 2021년 서울도시연구 제22권 제4호에 게재됐다. 중앙대 일반대학원 토목공학과 도시설계 및 계획 전공 박세홍이 완성했다.최근 서울시가 열섬 심각성을 파악하고 도로 온도 저감, 녹화사업, 폭염저감시설 등 기후변화에 대한 대책을 내놓고 있으므로 본 연구는 좋은 주제라고 생각한다. 주요 내용을 간략히 소개한다.◇ 연구의 목적... 서울시의 열섬 분포변화를 시계열적으로 연구해 향후 대응을 위한 기초 자료 마련열섬현상의 발생은 고령자의 사망률 증가, 여름철 냉방비 급증 등과 같은 사회·경제적 문제를 유발시키고 있어 중앙정부 뿐 아니라 지방정부의 입장에서도 심층 연구하는 이슈다.연구의 목적은 서울시의 열섬 분포변화를 시게열적으로 연구해 향후 대응을 위한 지초 자료를 마련하기 위한 목적이다. 세부 목적을 정리하면 다음과 같다.첫째, 자동기상측정망(Automatic Weather System, AWS) 기온데이터를 활용해 서울시의 최근 15년 내 3개 연도에 대한 열섬 지도를 제작한다.둘째, 이를 기초로 서울시의 도시열섬 구조 및 분포변화를 비교한다.셋째, 서울시 내외의 기상 측정 자료를 활용해 열섬 강도를 산출하고 그 변화를 비교 분석한다.넷째, 비교 분석 결과를 바탕으로 군집분석을 실시하고 이를 근거로 열섬 취약 지역을 도출한다.다섯째, 위의 결과에 기초해 향후 열섬 대응을 위한 시사점을 마련하고 기초 자료로 활용한다.▲ 분석의 틀◇ 연구의 방법... 최근 15개년도 중 3개년을 선정해 각 연도별 열섬 분포 특성 및 그 변화 분석첫 번째 단계는 도시열섬 관련 이론 고찰과 선행연구 검토를 진행해 연구 방향을 수립한다. 영국의 기상학자 하워드(Howard)가 밝혀낸 이후 지속적으로 연구 성과물이 나오고 있다.두 번째 단계에서는 최근 15개년도 중 3개년을 선정해 43개 지점의 AWS 온도 데이터를 ArcGIS 내 Spline 공간보간법을 적용해 0.1℃ 간격 등온선 열섬지도를 제작하고 각 연도별 열섬 분포 특성 및 그 변화를 분석한다.세 번째 단계에서는 서울시 내외(25 vs. 18) 지점의 온도 차를 활용해 열섬 강도를 산출해 ArcGIS 내 공간적 자기상관 지표인 Getis-Ord Gi값을 활용해 열섬 강도 값이 높은 지역인 핫스팟 지역을 규명한다.◇ 주요 연구결과... 핫스팟 지역의 중복성 및 신뢰도에 따라 행정동 단위까지 열섬 취약지역 도출연도별 열섬분포 변화 및 열섬 강도 값의 공간군집분석을 통해 핫스팟 지역의 중복성 및 신뢰도에 따라 행정동 단위까지 열섬 취약지역을 도출했다. 세부적인 내용을 참고하자.첫째, 2005년도 변화는 전체 평균기온이 지속 상승하며 지역 특성에 따라 열섬분포 차이가 있었다. 고온지역 온도는 상승하며 면적은 줄어 집중화된 것으로 분석되었다.둘째, 최대 열섬폐곡선이 동~서의 기온차가 커지며 열섬분포가 양분화된 형태로 나타났다.셋째, 서울시 열섬 강도는 2005년도에서 2019년도까지 0.1℃ 상승했다. 3개 연도 지점별 열섬 강도를 산출한 결과, 영등포(2005년도), 중랑(2012년도), 송파(2019년도) 지점에서 가장 높게 나타났다.구 단위의 열섬 강도 값 순위는 서초구(2005년도), 광진구(2012년도), 송파구(2019년도)로 나타났다.넷째, 열섬 강도 값의 행정동 단위 공간군집분석 결과, 동남권, 서남권을 중심으로 53개의 동이 열섬 취약지역으로 나타났다.그 중 취약성에 따라 분류한 결과 강남구 일원본동과 영등포구 문래동이 가장 취약한 지역으로 도출됐다.◇ 연구성과의 한계... 프로그램의 성능 및 컴퓨터 처리용량의 한계로 대상지를 일부 단순화해 모델링연구과정에서 프로그램의 성능 및 컴퓨터 처리용량의 한계로 대상지를 일부 단순화해 모델링했다. 특정 3개 연도만을 대상으로 분석해 일반화의 어려움이 있었다.지점간 기온 보간이 이루어지므로 대상 지역 및 데이터 분포에 따른 적절한 GIS 공간보간법을 선택해야하는 한계가 있다. 또한 토지이용과 상관관계에 대한 해석을 진행하지 못한 한계점이 존재한다.◇ 향후 연구 과제... 시간대 및 계절별로 좀 더 세분화된 열섬변화 분석 필요이 연구를 기초로 열섬 취약지역과 그외 지역을 대상으로 도시의 공간적 요인 및 지리적 요인과의 영향을 구체적으로 분석해 열섬완화방안을 도출하고 시간대, 계절별로 좀 더 세분화된 열섬변화를 분석할 필요가 있다. ▲ 배웅규 전문위원 (중앙대학교 교수)