"폭염·열섬 잡는다"…고려대, '도시 바람길' 예측 기술 개발

[서울=뉴시스]박시은 인턴 기자 = 폭염, 열섬현상, 미세먼지 등 기후위기 시대에 고밀도 도시를 시원하게 설계할 수 있는 전략 수립에 청신호가 켜졌다.

고려대학교는 건축사회환경공학부 허연숙 교수 연구팀이 서울 전역의 도시 기상 관측 자료를 활용해 도시기후모델의 풍속 예측 정확도를 높이는 새로운 보정 방법을 제시했다고 3일 밝혔다.

도시계획 및 건축·단지 설계에서는 '도시 바람'을 예측하는 기술이 더 중요해지고 있다. 다만 고층 건물, 좁은 도로, 불규칙한 건물 배치, 곳곳의 녹지와 복잡한 지형 등의 요소로 이뤄진 현대 도시에서는 바람을 정확히 예측하기 어렵다.

이에 연구팀은 다층 도시기후모델인 'VCWG(수직적 도시 날씨 생성기·Vertical City Weather Generator) v1.4.5'를 서울의 실제 도시 기상 관측 자료와 비교·보정했다. SK텔레콤 도시기상 관측 자료(2017년)와 서울시 S-DoT 도시데이터 센서 자료(2021년)를 활용하고 총 72개 관측소의 풍속 자료를 분석했다.

또한 각 관측소 주변의 건물 높이, 건폐율, 전면면적지수 등 도시 형태 정보를 지리정보시스템(GIS)에서 추출하고, 건물 에너지 시뮬레이션을 통해 인공배열을 반영했다. 나아가 서울의 실제 관측 자료를 바탕으로 도시 바람을 계산하는 핵심 수식까지 함께 보정했다.

그 결과, 전체 관측소 기준 예측오차는 기존 모델 86.07%에서 입력값 보정 후 80.15%, 입력값과 계산식을 함께 보정한 후 77.18%로 낮아졌다.

변동성이 크다는 바람의 특성 때문에 기존 도시 기후 모델의 오차율이 약 80~100%로 높다는 점을 고려한다면 괄목할 만한 성과다. 특히 기존 모델 대비 예측오차가 도시캐노피층에서는 10.68%, 건물 밀도가 높은 고밀도 시가지에서는 18.70% 감소했다.

전 세계 주요 도시풍속 예측 연구와 비교해도 우수한 정확도를 보였다. 기존 연구들이 상대적으로 제한된 관측지점이나 단순화된 도시 조건을 대상으로 한 반면, 이번 연구는 서울 전역 72개 관측소를 활용해 더 복잡하고 세밀한 도시 조건에서도 높은 수준의 예측 성능을 확보했다.

허 교수는 "기후위기 시대에는 도시를 더 시원하고 건강하게 만들기 위한 과학적 설계 기반이 필요한데, 이번 연구가 고밀도 도시에서 바람길, 녹지, 건물 배치, 열 환경 개선 전략을 정량적으로 평가하는 데 활용될 수 있을 것으로 기대한다"고 밝혔다.

한편 이번 연구 성과는 도시·환경 분야 국제 학술지인 '서스테이너블 시티즈 앤 소사이어티(Sustainable Cities and Society)'에 지난 1일 정식 게재됐다.


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