도시 열섬

도시 열섬(都市熱-) 또는 어번 히트 아일랜드(영어: Urban Heat Island, UHI)는 주위 지역보다 주목할 정도로 따뜻한 대도시 지역이 나타나는 현상을 일컫는 용어이다. 온도 차이는 보통 낮보다는 밤에, 여름보다는 겨울에 더 크고, 바람이 약할 때 가장 두드러진다. 도시 열섬이 발생하는 주원인은 도시화로 인한 지표면 개발이며, 에너지 사용으로 발생한 열이 두 번째 원인이다. 인구 밀집도가 높아지면서 더 넓은 면적의 토지를 개발하게 되는데, 이로 인해 평균 온도가 상승한다.

원인

도시 열섬 현상의 원인은 Oke(1982)에서 소개된 것처럼 다양하다. 밤에 기온이 따뜻해지는 주원인은 (비교적 따뜻한) 건물이 (상대적으로 차가운) 밤 하늘을 가리기 때문이다. 지표면 재질의 열 특성 변화와 도시지역의 증발산량 부족 또한 원인이다. 아스팔트나 콘크리트처럼 도시에서 주로 사용되는 건축자재는 열 특성(열용량, 열전도성 등)이나 표면 반사도(알베도, 열방사력) 면에서 주변의 농촌지역과 크게 다르다. 이는 도시 지역의 에너지 균형에 변화를 일으켜, 주변의 농촌지역에 비해 온도가 높게 만들곤 한다. 도시 지역에 녹지가 부족하여 증발산작용을 통한 냉각 효과가 줄어드는 것도 에너지 균형에 영향을 끼친다.

도시 열섬 현상의 다른 원인은 기하학적인 효과 때문이다. 도시에는 높은 빌딩이 많이 있기 때문에 햇빛을 반사하고 흡수하는 면적이 증가한다. 이에 따라 도시 지역의 열효율도 증가한다. 이를 “계곡 효과”라고 한다. 빌딩은 또한 바람을 막아 대류 현상에 따른 냉각화도 막는다. 에어컨 사용, 공장 등 기타의 이유로 생겨나는 잉여 열도 도시 열섬 현상에 기여한다. 대기 오염이 심한 것도 도시 열섬 현상을 가속화하는데 대기 오염으로 인해 대기 중의 방사량이 변하기 때문이다.

미국 환경 보호청(EPA)에서는 도시 열섬 현상의 원인에 대해 다음과 같이 말하고 있다.

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열섬은 인구가 늘어나서 녹지가 도로, 건물, 기타 구조물의 아스팔트나 콘크리트로 바뀌면서 생겨난다. 아스팔트나 콘크리트 표면은 태양열을 반사하기보다는 흡수하게 되며, 이로 인해 표면 온도와 그 주변의 전체 온도를 상승시킨다.

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일부 도시에서는 특히 여름 밤에 열섬 현상이 가장 강하게 나타나는데, 이 때는 도심과 주변의 녹지의 기온이 수 도가 차이 나는 경우도 있다.

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