지금 세계적으로 사회와 경제의 급속한 발전에 환경보호사업을 따라 세우기 위한 연구사업이 활발히 진행되고있으며 특히 정보산업시대의 요구에 맞게 환경과학의 정보화를 실현하기 위하여 GIS, GPS, RS 등 최신기술들을 적극 응용하고있다. 특히 환경보호부문에서는 위성정보해석기술을 리용하여 환경계획 및 관리사업을 정보화하기 위한 연구사업을 심화시켜 그 연구결과들을 환경보호사업에 적극 리용하고있다.
일반적으로 도시에는 공업과 상업, 교통운수가 다른 지역보다 발전되여있고 주민거주지역이 밀집되여있기때문에 주변지역에 비해볼 때 특수한 도시기후가 형성되고있다. 이러한 도시기후의 중요한 특징의 하나가 도시지역의 온도가 주변지역보다 높은것(도시열섬현상)이다. 이 현상을 정확히 분석평가하자면 무엇보다먼저 위성자료에 의해 도시지역의 표면온도를 정확히 회복하고 그것을 열섬평가에 합리적으로 적용하는것이 중요한 문제로 제기된다.
지금까지 알려진 지표면온도회복모형들은 지표면방사률을 이미 아는것을 기본전제로 하고있다. 그러나 지표면방사률은 지표면의 물질조성뿐아니라 지표면의 구조상태(례하면 지표면함수량변화, 지표면의 식피변화, 지표면의 거칠음도)에 관계되는데 이러한 인자들의 영향으로 하여 방사률결정이 매우 어려운것으로 된다.
즉 지표면방사률이 지표면온도회복에 큰 영향을 주기때문에 원격탐측자료로부터 직접 지표면방사률을 회복할수 있는가 없는가 하는 문제는 지표면온도회복에서 매우 중요한 문제로 된다.
우리는 위성원격탐측분야에서 이룩되고있는 성과에 토대하여MODIS위성자료로부터 온도와 방사률을 동시에 미지량으로 놓고 지표면온도를 회복하고 그 결과를 도시열섬평가에 적용하기 위한 연구를 진행하였다.
연구지역에서 열섬정도를 평가하기 위하여 다음과 같은 실험을 진행하였다.
2006년 1월과 2월, 3월, 4월, 9월, 10월, 11월, 12월에 40차례의 위성관측자료를 처리하고 출구된 온도영상자료에 근거하여 지표면온도등치선을 작성했다.
위성관측결과의 분석에 의하면 연구지역의 지표면온도가 다음과 같은 특징을 나타낸다.
첫째로, 연구지역에서 계절에 관계없이 범위가 각이하고 온도가 높은 열섬현상이 나타난다.
둘째로, 열섬세기(즉 열섬온도와 주위환경온도의 차)는 1월 과 2월, 3월, 4월, 9월에 평균 각각 2.2℃, 2.1℃, 2.8℃, 2.9℃, 3.3℃로서 1월이나 2월(겨울철)에 비하여 다른 계절들에 열섬세기가 더 크다.
셋째로, 연구지역에서의 위성자료분석에 의하면 도시지역에서는 열섬현상뿐아니라 랭섬현상도 존재한다.
우에서 분석한바와 같이 연구지역에서 열섬현상과 랭섬현상이 비교적 쉽게 출현하는 원인은 해당 지역 지표면의 성질이 서로 다르기때문에 조성된다고 볼수 있다.
도시중심에는 일반적으로 콩크리트건축물과 콩크리트포장도로가 비교적 많으므로 밤시간에는 복사랭각으로 주변보다 더 심히 랭각되고 낮에는 도시의 지표면이 태양복사를 흡수해서 얻게 되는 열량방출과 많은 열원들로부터의 열량방출이 주변지역보다 훨씬 많으므로 주변보다 더 심히 가열된다. 그러나 주변구역의 지표면에는 식물피복이 도시보다 많고 콩크리트건축물과 콩크리트포장도로, 각종 열방출원천이 도시보다 적으므로 평균적으로 볼 때 열용량이 비교적 크기때문에 밑면의 랭각과 가열작용이 비교적 완만하게 진행된다. 이러한 원인으로 인하여 오전에는 대체로 도시의 전반적지역에서 공기온도가 주변구역보다 낮은 랭섬현상이 나타나며 태양복사세기가 증가하고 밑면의 가열이 심해지는 오후시간부터 콩크리트건축물과 콩크리트포장도로, 열량방출원천이 많은 도시중심구역에서는 열섬현상이 집중적으로 나타나게 된다.
도시지역에서 열섬현상과 랭섬현상이 비교적 쉽게 출현하는 원인은 다음으로 식물피복상태나 수체의 분포상태와 관련된다고 말할수 있다.
열섬현상과 랭섬현상들은 연구지역의 중심을 흐르는 강을 경계로 하여 강의 량쪽지대에서 많이 출현하고있는데 이것은 도시안에서 강하천을 비롯한 수체가 도시의 랭열섬효과에 대해 일정한 완화작용을 한다는것을 말해준다.
한편 연구지역에서 열섬 및 랭섬현상이 많이 나타나는 구역은 대체로 다른 구역들에 비하여 록지면적이 적은 구역들이다. 이것은 도시안에 있는 원림록화면적이 도시의 랭열섬효과에 대해 역시 일정한 완화작용을 한다는것을 말해준다.
그러므로 도시지역에서 열섬현상과 랭섬현상을 방지하자면 도시의 대기환경과 물환경을 개선하는것과 함께 도시안에서 록색식물의 면적을 늘이고 그 질을 높이는것도 매우 중요하다는것을 알수 있다.
