실험을 통한 한국형 체감온도지수를 개발하기 위하여 실험을 수행할 경우 필요한 피험자의 선발과정, 실험의 정확도, 피험자의 안전 및 실험에서 발생하게 될 여러 가지 상황을 대비하기 위해서 예비실험을 실시하였다. 예비실험에서는 저온에 의한 인체의 영향을 최소화하기 위해 영상 5˚C에서 풍속을 무풍에서 강풍으로 변화시키면서 실험조건과 인체의 안전에 대해 살펴보았다. 그 결과, 안면부 부위별 피부온도변화의 경우 얼굴의 오른쪽 부위이 기온과 풍속변화에 가장 민감하여 안정적인 변화경향을 나타내었으며 모든 피험자가 얼굴의 오른쪽 부위에서 가장 낮은 온도를 보였다. 성별에 따른 차이에서는 여성이 남성보다 더 민감하게 반응하였으며, 약한 풍속에서 피부온도가 크게 변화함을 알 수 있었으며, 기준풍속에 따른 영향은 체감온도지수 개발시 고려하지 않는 것이 바람직함을 알 수 있었다.

이 연구는 한국형 체감온도지수를 개발 보급하기 위한 생명기상분야 기초연구로서 현재 기상청에서 사용하고 있는 체감온도 모델의 민감도 분석을 수행하였다. 분석 결과 한반도는 도심지역, 해안도서지역, 내륙지역, 산간지역으로 구분되었다. 평균기온의 경우, 해안도서지역에서 가장 높았으며, 산간지역에서 가장 낮게 나타났다. 그러나 최저기온은 도심지역과 해안도서지역에서 영하 20˚C이고, 내륙지역과 산간지역에서 영하 30˚C로 나타났다. 풍속의 경우, 평균 풍속과 최대 풍속이 모두 해안도서지역에서 강하게 나타났다. 그리고 동계의 지역별 기온과 풍속의 분포는 전 기간의 분포와 비슷한 경향을 보였다. JAG/TI와 Missenard 모델의 민감도 분석 결과, 기온이 체감온도에 더 큰 영향을 미친다. 그러나 영하의 온도에서는 풍속의 영향이 증가한다.

겨울철 체감온도는 온도와 바람에 의해 느끼는 추위의 정도를 정량화한 것이다. Siple-Passel은 최초로 바람에 의한 냉각효과를 이용하여 바람냉각상당온도를 제시하였으나 일반인에게 적합하지 않기 때문에 많은 문제점이 지적되어 왔으므로 이 논문에서 결점들을 비교 분석하였다. Steadman 모델은 열평형(thermal equilibrium) 이론에 근거하여 보다 현실적이지만 추위의 정도를 구분하여 설명하지 못하였다. 최근 캐나다와 미국에서 개발한 JAG/TI-모델은 보다 정확하고 이해하기 쉬우며 인체실험을 반영하였으나 태양복사, 습도, 개인의 신체적 차이 등은 고려하지 않았다. 나이, 사람의 활동, 건강, 신진대사 등이 다르기 때문에 어느 모델이 사람에게 적합한지는 실험 비교가 필요하다. 따라서 우리의 야전환경에 적합한 체감온도모델의 개발이 요구된다.

The purpose of this study is to explore spatio-temporal patterns of extreme low human-sensible temperature (HST) across Mt Halla (1,950m), Korea. To do this, decadal (2011/12-2020/21) averages of daily or hourly windchill index (WCI), which quantifies HST considering the combined effects of low temperature and strong wind, are calculated for 24 weather stations in Mt Halla. Time series of decadal average daily mean show that extreme low HST events with moderate risk level (-27~-10°C) occur in mid-winter (mid-January~early February) around the high mountainous areas of Mt Halla, while such risk does not exist in the low-elevated coastal regions of Jeju Island under subtropical climate. Strong wind around the subalpine climate belt lowers HST by 5°C than air temperature in mid-winter. In extreme cases when the advection of northerly cold wind is intensified by the west high-east low pressure pattern in East Asia, the HST around the peak of Mt Halla can be lowered to high risk level (-39~-28°C) in the early morning times of mid-winter days. These information about mountain bioclimate may help establish mountain extreme climate warning systems, which are needed to protect mountaineers from potential life-threatening accidents caused by extreme low HST events over high mountains such as Mt Halla.

The purpose of this study is to characterize the synoptic climatic patterns of extreme humansensible temperature (HST) events in Jeju Island, Korea under a subtropical climate condition as well as to examine their teleconnections with the large-scale climate systems. According to the extreme case analysis of the recent 30 years (1988-2017) data sets, the maximum daily average HST in the coastal areas of Jeju Island can rise up to about 40°C in mid-summer and even up to about 48°C during mid-daytime. These extreme HST events occur when the expansion of subtropical Pacific high pressure toward East Asia as well as the poleward shift of the Changma front provides hot and humid conditions over Jeju Island surrounded by seas, particularly in La Niña years with a positive (+) Arctic Oscillation mode. In contrast, the intensified western high and eastern low dipole pressure pattern in mid-winter, which accompanies the downward shear of upper tropospheric cold air toward the southern region of the Korean Peninsula under a negative (-) Arctic Oscillation mode, provides favorable conditions for frequent low HST extreme events. These conditions can lower daily average HST as much as -10°C in the coastal region of Jeju Island, and lower nighttime HST by -25°C on the peak areas of Mt. Halla due to wind chill effects. These findings will be used as a base for establishing prediction and warming systems of extreme HST events on Jeju Island, which is needed to mitigate the damage to the lives of Jeju residents and tourists under climate change.

This paper aims to provide a fundamental basis for the improvement and verification of existing wind chill temperature index through the observation of skin temperature change of human body with air temperature and wind speed. For this, we control air temperature 5℃ interval from 0℃ to -20℃ and classify wind speed by 0, 2, 6 and 8 m s-1 respectively. The results are as follows; At each combination of air temperature and wind speed, the reduction rate of the mean skin temperature are different. When our body is exposed to the atmosphere, the mean skin temperature decreases at an exponential rate. The duration of the steady state is more than one hour, while it decreases with strong wind speed. Among 4 sites on a face, the skin temperature of forehead is the highest, followed by one of chin, left cheek, right cheek in orders. Especially, since the skin temperature of right cheek is the lowest, we think that it is suitable to use the data set of the right cheek skin temperature for the development of a Korea wind chill temperature index as a worst case.