체감온도 ()
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내용 요약
정의
기온 이외에 습도, 풍속 등의 조건에 따라 달라지는, 인체가 실제 느끼는 더위나 추위를 정량화한 지수.
내용
체감온도(體感溫度)는 기온 이외에 습도, 풍속 등의 조건에 따라 인체(人體)가 실제로 느끼는 더위나 추위를 정량화한 것이다. 겨울철에는 여러 가지 기후 요소 중 낮은 기온과 강한 풍속이 겨울철 체감온도를 낮추는 데 중요한 역할을 한다. 인체는 겨울철 추운날에 현열(sensible heat)을 빼앗기는 면적을 줄이기 위해, 모세 혈관을 최대한 피부 깊숙한 곳으로 움츠러들게 함으로써 피부를 창벡하게 만든다. 또한 겨울철 낮은 기온 상태에서 강한 바람까지 불게 되면, 인체 피부 표면에 형성된 단열층이 파괴되고, 피부로 미세하게 유출되는 수분이 증발하면서 잠열(latent heat)를 빼앗기면서 인체는 더 심한 추위를 느끼게 된다. 특히, 유라시아 대륙 내부에 강하게 발달하는 시베리아 고기압(高氣壓)에서 한랭건조(寒冷乾燥)한 바람이 강하게 불면, 한반도의 겨울철 체감온도는 강한 풍속에 의해 기온보다 더 낮아지게 된다.
반면, 여름철에는 높은 기온과 습도가 인체가 잉여 열을 몸 밖으로 배출하는 작용을 방해한다. 체온을 넘어서는 열 에너지가 인체에 누적되게 되면 피부 조직에서는 모세 혈관이 현열의 배출 면적을 늘리기 위해 최대한 피부 가까이로 이동하여 팽창하면서 피부는 전반적으로 붉게 변한다. 마지막으로 인체는 무더우면 땀을 흘리는데, 이때 땀이 대기 중으로 증발하면서 피부 주변의 잠열을 빼앗아 가면서 피부는 시원함을 느끼게 된다. 동아시아의 경우 여름철에 고온다습(高溫多濕)한 기후 특성 때문에, 인체와 주변 대기 간의 온도와 습도의 경도가 줄어들면서 체내에 누적된 잉여열(剩餘熱)의 배출이 둔화된다. 이때 인체는 심장 박동을 더욱 빨리하면서 혈액 순환을 늘리려고 하는데, 일정 임계치 이상이 지나면 심장 박동을 멈추게 한다. 혈액이 뇌에 공급되지 않으면 혼수상태가 발생하거나, 뇌세포가 손상되면서 혼수상태 또는 반신불수(半身不遂) 상태가 되는 일사병(日射病), 열사병(熱射病)이 발생하게 된다. 육류 소비량의 증가에 따른 비만 인구 수의 증가는 혈관 건강의 노화를 촉진하는데, 우리나라 전체적으로도 과거에 비해 고지혈증(高脂血症), 고혈압(高血壓) 등 심혈관 계통의 만성질환자가 증가함에 따라, 여름철 높은 체감온도에 의한 인명 피해 취약성도 높아지고 있다.
이러한 체감온도를 정량화 하는 지수를 개발한 대표적인 과학자로는 로버트 스테드만(Robert Steadman)이 있다. 1984년에 그는 계절에 관계없이 적용가능한 ‘보통체감온도(universal apparent temperature)’라는 체감온도 지수를 개발하여 제시하였다. 21세기로 접어들면서 체감온도 지수는 더욱 정교화되었다. 겨울철 체감온도 지수로 미국-캐나다 연구진들에 의해 21세기 초반에 개선된 ‘신 바람 냉각 지수(new windchill index)’가 전세계적으로 최근 널리 사용되고 있다. 반면, 여름철 체감온도 지수는 국가마다 상이하여 세계 각 지역별 체감온도 분포를 비교하는 데 어려움이 많다. 가령, 미국에서는 스테드만이 제안한 ‘열지수(heat index)’가 열파(heat waves) 발생 예보에 널리 활용되고 있다. 반면, 독일에서는 Klima-Michel model에 기반한 ‘인지온도(perceived temperature)’, 일본에서는 ‘Wet Bulb Globe Temperature(WBGT)’가 사용되고 있다. 우리나라 기상청에서는 2000년대 후반에 와서야 여름철 고온 체감온도를 정량화하기 위한 노력을 시작하였다. 처음에는 일최고기온 또는 열지수를 활용한 폭염 경보 체계를 운영하기 시작하였는데, 2010년대 중반에 접어들면서 WBGT 기존 공식을 우리나라에 적합하게 개선한 산출식을 사용하기 시작하였다.
지구 온난화로 인하여 겨울철 저온 극한 체감온도 현상은 감소하고 있지만 여름철 고온 극한 체감온도 현상은 점차 증가하고 있다. 고온에 의해 온열환자(溫熱患者) 수가 증가하고 사망자가 발생하는 등 인명 피해 사례가 자주 보고되고 있어 국가적인 대비책 마련이 요구되고 있다.
참고문헌
단행본
김연옥, 『한국의 기후와 문화』(이화여자대학교 출판부, 1985)
Christopherson, R. W 저, 윤순옥 외 역, 『지오시스템』(시그마프레스, 2012)
논문
최광용, 강철성, ｢남한의 겨울철 주·야간 체감 온도의 공간적 분포 특성｣(『대한지리학회지』 37-3, 대한지리학회, 2002)
최광용, 최종남, 김종욱, 손석우, ｢남한의 체감무더위의 기후학｣(『대한지리학회지』 37-4, 대한지리학회, 2002)
최광용, 권호장, 최종남, ｢높은 체감온도가 서울의 여름철 질병 사망자 증가에 미치는 영향｣(『대한예방의학회지』 38-3, 대한예방의학회, 2005)
집필자