도시기후 (都市氣候)

자연지리

개념

정의

도시의 발달에 의해 주변 지역보다 기온이 높고 습도는 낮으며 풍속이 약한 특징을 보이는 도시 특유의 기후.

개설

어느 한 지역에서 도시화가 진전되면 도시지역의 기후가 주변지역의 기후와 달라진다. 도시의 대기환경은 주로 국지적인 기후인자 즉, 에너지 수지, 공기의 구성과 흐름 그리고 지표의 거칠기의 영향을 받으며, 이러한 인자들은 다른 기상요소에 영향을 미친다.

연원 및 변천

최초의 도시기후에 관한 저서는 영국 왕실협회 회원이면서 런던의 열섬을 발견한 하워드(Luke Howard, 1772∼1864)의 「기상관측에 의한 런던의 기후」이며, 그 후 르누(Emilien Renou, 1815∼1902)가 파리의 기후변화에 관한 책을 출판하였다. 그러나 도시기후에 관한 연구는 제2차 세계대전 후 급격하게 도시의 규모가 확대되고 산업이 발달함에 따라 도시의 대기가 혼탁해지고 시정이 악화되면서 활발해졌다. 도시기후는 1960년대 후반 이후에 활성화되었으며, 1960년대에는 주로 지상 관측에 의한 기상자료를 사용한 연구가 많았으나 그 이후에는 항공기를 이용한 관측과 인공위성영상 등을 도입한 수치모델 구축 등 접근방법이 다양해졌다.

내용

일반적으로 도시 내의 일사량은 감소 경향을 보이며, 이는 도시의 대기에 포함되어 있는 오염물질 가운데 미립자의 수가 증가하여 햇빛의 대기투과율이 낮아지기 때문이다. 도시의 일사량 또는 태양복사가 약화되는 정도는 운량 등의 기상조건과 관련이 깊으며, 관측기간, 관측시기에 따라 차이가 있지만 일반적으로 도시의 일사량이 농촌지역에 비하여 적다.

기온상승은 도시화 과정에서 가장 뚜렷하게 나타나는 기상현상으로 거의 모든 도시에서 나타난다. 도시의 기온은 일차적으로 종관기상조건에 의해 크게 좌우되고, 지형·고도 등 지리적 조건의 영향을 받는다. 도시의 기온에 가장 큰 영향을 미치는 것은 바람이다. 이동성 고기압의 영향을 받아 바람이 약할 때 도시와 주변지역의 기온 차가 커진다. 이때 등온선의 모양이 폐쇄곡선으로 나타나 도시의 기온이 주변의 그것과 분리되는데 이러한 상태를 ‘도시 열섬(urban heat island)’ 또는 '열섬‘ 이라고 한다. 열섬은 바람이 약하고 구름이 없는 맑은 날씨에서 잘 형성된다.

도시에서는 주변지역보다 정온(靜穩, calm) 일수가 증가하며, 돌풍의 발생률이 높다고 알려져 있다. 고층빌딩 군 사이에 나타나는 돌풍은 종관조건과는 관계없이 고층빌딩 때문에 발생한다. 도시에서의 최대풍속은 주변지역에 비하여 10∼20% 정도 감소한다고 보고되고 있다.

도시에서는 여름철에 활발한 대류작용에 의해 적운이 주변보다 많이 발달한다. 증발 패턴 또한 도시와 농촌이 다르다. 농촌지역에서는 비가 그친 후에도 토양이나 식생으로부터 증발 또는 증산에 의하여 수분을 대기권으로 보내지만 도시의 빗물은 곧 지표유출이나 하수구를 통하여 배수되기 때문에 증발에 의한 수분 공급이 농촌에 비하여 적다. 농촌지역에서 토양이나 식생이 보유하고 있는 습기를 증발시키는 데 사용되는 에너지가 도시지역에서는 도시의 구조물을 가열하는 데 쓰이므로 도시의 공기는 더욱 건조해지고 기온도 농촌지역보다 빠르게 상승된다.

현황

한국에서는 도시화 현상이 급격히 진행되면서 도시기후 특성이 인식되었다. 1970년대 초부터 도시기후에 관한 관심이 일어나기 시작하였으며 도시기후에 관한 연구는 1970년대 후반부터 활발히 이루어졌다. 1980년대 초까지는 주로 도시기온에 많은 관심을 보였으며, 1980년대 후반부터는 기온 이외의 기후요소에 관한 연구도 상당히 추진되어 왔다.

서울과 그 주변 지역의 전천일사량의 평년값(1971∼2000)을 비교해 보면 서울이 11.35MJm·2인데 비하여 서울보다 규모가 작은 수원(11.78MJm·2)과 인천(11.4MJm·2)은 이보다 많다.

의의와 평가

산업의 발달과 인구의 증가를 수반하는 도시화는 에너지·식량·생활공간의 수요를 증대시켰고, 이러한 현상은 대기권을 포함하는 생태계의 균형을 위협하고 있다. 더욱이 오늘날에는 인구가 도시로 집중하여 세계인구의 60% 이상이 도시에 살고 있다. 그러므로 도시화로 인해 나타나는 기후변화의 잠재성을 고려할 때 도시는 인간 활동이 기후 및 환경에 미치는 결과를 관찰할 수 있는 실험실 역할을 하며, 도시기후에 관한 연구 결과는 지구온난화와 같이 지구규모의 기후변화에 대처하고, 대기문제로 인한 도시인의 피해를 최소화시키는 데에도 활용될 수 있을 것이다.

참고문헌

『도시기후학』(이현영, 대광문화사, 1989)

『기후학개론』(김연옥, 정익사, 1999)

『한국의 기후』(이현영, 법문사, 2000)

『한국의 기후』(기상청 기상연구소, 두솔, 2004)

『과학기술대사전』(한국과학기술단체총연합회, 아카데미서적, 2005)

『기후학』(크리스티안·디트리히 쇤비제, 시그마프레스, 2006)

집필자

이승호