중규모 기상모델(WRF-ARW)을 활용한 서울시 옥상녹화와 쿨루프의 기온저감 효과 분석

Abstract

도시열섬현상은 도시환경을 악화시키는 심각한 문제로 떠오르고 있다. 옥상녹화와 쿨루프는 도시열섬현상 완화에 중요한 수단이며, 효과 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 연구에서는 서울시를 대상으로 옥상녹화와 쿨루프 조성이 가능한 건축물을 선정하고, 조성가능면적을 산정하는 알고리즘을 구축하였다. 그리고 중규모 기상모델 WRF를 활용하여 옥상녹화와 쿨루프 적용에 따른 기온저감 효과를 정량 분석하였다. 분석 결과, 2015년 기준 서울시 전체 건축물의 옥상면적 중 옥상녹화 조성이 가능한 면적은 54.7%였고, 쿨루프 조성이 가능한 옥상면적은 96.3%로 산정되었다. WRF 모델링으로 기온저감효과 분석 결과, 옥상녹화는 주로 야간(21시, 0.5℃)에 쿨루프는 주로 주간(15시, 2℃)에 기온저감 효과가 높게 나타났다. 또한 옥상녹화는 용산구·성동구·도봉구·노원구가, 쿨루프는 용산구와 송파구가 기온저감 효과가 큰 것으로 분석되었다. 이러한 연구 결과는 도시열섬 완화를 위한 도시계획·관리 대책 수립 시 기초자료로 활용될 수 있다. 그리고 이러한 수치모델을 활용한 과학적 분석 연구는 도시공간별 열환경 특성에 적합한 기온저감 대책 수립과 의사결정에 기여할 것이다.

This study focuses on the city of Seoul where the effects of UHI occurs frequently. The algorithm was constrcted to include the process that is selected buildings with a roof that is designed to be green and specially paved for cooling from existing buildings, and the area of green and cool paved roofs was calculated. For quantitatively analysis the effects of air temperature reduction by green and cool roofs, we employed the Weather Research and Forecasting (WRF) model. As a result, the roof area of the selected buildings for greening is 54.7% of the total roof area in Seoul. The roof area of the selected buildings for cool paving is 96.3% of the total roof area in Seoul. Simulations revealed from the WRF model analysis that there were noticeable effects of temperature reduction at different times. In case of night time, green roofs were found to be more efficient than cool roofs. On the other hand, the air temperature reduction effects of cool roofs appeard in the day time.