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구조 변수 기반 도시열섬 강도지수 평가 방안 연구 KCI 등재

Evaluating an Urban Heat Island Intensity Index Based on Structural Variables

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/446984
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한국풍공학회지 (Journal of the Wind Engineering Institute of Korea)
한국풍공학회 (Wind Engineering Institute of Korea)
초록

국내 여름철 고온 재난은 증가 추세이며, 폭염은 도시열섬(UHI)과 상호작용해 도심 열환경을 악화시킨다. 그러나 기존 복합 지수 연구는 강도(Intensity)와 빈도·발생가능성을 명확히 구분하지 않아 도시 간 비교와 취약지역 설정에 한계가 있다. 본 연구는 도시 열섬의 강도를 표준화하여 비교 가능한 지표를 제시하였다. 전국 178개 ASOS·AWS의 2020–2023년 7–8월 관측자료를 활용해 도시열 섬 강도지수(UHI Stress Index, USI)를 산정하고, 관측쌍 부재를 고려해 시가화(불투수)·수역·산림 비율, 위도, 해발고도를 구조 변수로 구축하여 다중회귀로 검증하였다. USI는 시가화(+)·수역·산림(–)과 유의하게 연관되었고, 고도를 공변량으로 포함한 분석에서 R²≈0.56(R≈0.75)로 나타나 구조 변수만으로도 상대적 강도 비교가 가능함을 보였다. 본 연구의 USI는 도시별 열환경을 정량 비교할 수 있는 지표로서, 열축적에 따른 대기불안정과 연계하여 뇌우·다운버스트 등 국지적 돌풍 특성 분석에 활용될 수 있다.

Summer heat hazards in Korea are intensifying, and urban heat islands (UHI) further exacerbate thermal conditions in city centers. However, most composite indices fail to distinguish intensity from frequency or likelihood, limiting inter-city comparability and vulnerability assessment. This study proposes a standardized indicator to quantify and compare UHI intensity. Using July–August 2020–2023 observations from 178 ASOS/AWS stations, we computed a UHI Stress Index (USI) and, without urban–rural station pairs, tested it via multiple regression with structural variables—impervious, water, and forest ratios, latitude, and elevation. USI increased with imperviousness and decreased with water and forest, yielding R²≈0.56 (R≈0.75) when elevation was included, indicating that relative intensity can be explained by structural factors alone. The proposed index quantitatively compares inter-city heat environments and can inform studies on convective phenomena such as thunderstorms, downbursts, and local gusts associated with urban heat accumulation.

목차
Abstract
요 약
I. 서 론
II. 도시열섬 강도지수 평가
    2.1 평가 방법
    2.2 대상지점 선정 및 데이터 수집
    2.3 열섬 강도지수 산정
III. 구조변수 기반 검증
    3.1 구조변수의 정의 및 단변량 진단
    3.2 다중 회귀분석을 통한 통계 검증 결과
IV. 결 론
감사의 글
참고문헌
저자
  • 김준영(㈜큐버솔루션 차장, 공학석사) | Kim Junyeong
  • 이승수(충북대학교 토목공학과 교수, 공학박사) | Lee Sungsu Corresponding author