도시기후

도시기후 (都市氣候 urban climate) 시골지역의 기후와는 달리 대도시지역에서 나타나는 기후조건의 통칭.

도시기후는 온도·습도·풍속·풍향·강수량 등에 있어 건물이 적은 시골지역의 기후와 차이가 난다. 이러한 기후조건의 차이는 도로나 인공구조물 건설 등과 같은 자연환경 변화에 의해 많은 영향을 받는데, 예를 들어 커다란 건물, 포장된 거리, 주차장 등은 풍속, 풍향, 강수의 유출량, 한 장소에서의 에너지 수지(收支) 등에 영향을 미친다. 도시 중심부의 대기는 본질적으로 일산화탄소, 황·질소산화물, 탄화수소, 산화제 및 다른 미립질(微粒質)의 오염물질을 많이 포함하고 있다. 이러한 이물질들은 정유공장과 같은 산업공정, 자동차의 운행이나 사무실 및 공장의 난방시 사용되는 연료의 연소, 고체 쓰레기 소각 등의 작용에 의해 대기 중으로 유입된다. 도시 오염물질의 농도는 오염배출원의 규모와 그 지역의 주된 기상조건, 즉 오염물질의 혼합이 일어나는 대기층의 높이와 그 층에서의 평균풍속에 의해 결정된다. 대기 중의 오염물질 농도가 큰 경우에는 도시의 온도·시정(視程)·강수 등에 상당한 영향을 미치게 된다. 더욱이 도시 기상현상의 하나로 고도가 증가함에 따라 기온이 증가하는 기온역전(氣溫逆轉) 현상이 나타나기도 한다. 이는 대기의 순환을 방해하여 오염물질이 도시 전체에 수일간 집적(集積)하게 함으로써 인간사회에 커다란 문제를 유발하며, 심한 경우에는 인간의 생명을 앗아가기도 한다. 실례로 1952년 12월 영국 런던에서 발생한 기온역전 현상은 대기오염 물질의 집적을 일으켜 약 3,500명의 사람들이 호흡장애로 사망하기도 했다(→ 화석연료). 도시 중심부는 주변지역에 비해 기온이 높은 경향이 있는데, 실제로 도시와 그 주변의 시골에서 하루 중 최저 기온을 측정한 결과 도시는 시골보다 6~11℃ 정도 높게 나타난다는 것이 관측되었다. 이러한 도시의 '열섬현상'은 주로 2가지 작용에 의해 일어난다. 여름의 경우, 도시의 석조건축물이나 아스팔트는 시골의 식생(植生)이 많은 지역이나 토양보다 단위면적당 태양 에너지를 더 많이 흡수해 보관했다가 재방출하게 된다. 또한 도시지역에는 하수도시설이 잘 되어 있어 거리나 건물에서 많은 양의 강수가 증발되지 않은 채 빠져나가므로 증발에 쓰이는 태양 에너지의 양은 시골보다 적어지게 된다. 또한 밤에는 도시의 거리나 건물에 흡수되어 있던 복사열이 방출되므로, 도시의 공기는 시골 공기보다 더운 상태를 유지하게 된다. 겨울의 경우에도 도시 공기는 가정의 난방, 전기발전, 산업체, 자동차 등에 사용되는 연료가 연소할 때 방출되는 에너지에 의해 어느 정도 따뜻해지게 된다. 또한 지표면에서 방출되는 복사열을 대기 중의 오염물질과 수증기가 흡수하는 담요효과(blanketing)도 도시의 온도상승에 기여한다. 이렇게 흡수된 복사열의 일부는 주위 공기의 온도를 높여 온도상승을 유발함으로써 도시의 대기순환이 일어나지 않는 정체된 상태를 만들며 대기오염 물질의 농도를 증가시키는 역할을 하기도 한다. 도시의 평균 상대습도는 주변 시골보다 몇％ 정도 낮게 나타나는데, 이는 주로 도시 강수의 신속한 배수와 식생의 증산작용에 의해 방출되는 수증기의 양이 적기 때문이다. 그러나 약간의 습기는 많은 연소공급원으로부터 공급되어진다. 도시에서 부는 바람은 주변의 시골에서 부는 바람에 비해 평균풍속이 20~30％ 정도 느린 특성을 갖고 있다. 이러한 차이는 시골의 자연적인 지형보다 도시지형이 훨씬 불규칙하여 건물 위로 부는 바람에 대한 마찰력의 증가로 풍속이 감소하기 때문이다. 도시와 시골 간의 또다른 차이는 지면을 따라 낮게 부는 바람이 모든 방향으로부터 도시 쪽으로 수렴되는 현상을 들 수 있는데, 이 현상은 주로 도시열섬의 수평적 온도차이 때문에 일어난다. 도시 공기에 흡수되는 태양 복사 에너지의 양은 상부 대기 중의 입자들로 구성된 막(幕)으로 인해 상당히 감소되며, 입자들의 양이 많으면 많을수록 빛의 산란 및 흡수 작용으로 시정(視程)은 감소하게 된다. 또한 이들 입자들의 일부는 수증기를 응결시켜 물분자를 형성함으로써 안개를 형성하는 요인이 된다. 도시는 그 주변의 강수양상을 조절하기도 한다. 도시에서의 강수조절 요인으로는 대기난류 현상, 열대류(熱帶流), 풍부한 응결핵(凝結核) 등을 들 수 있는데, 이들은 모두 강수량을 증가시키는 역할을 한다. 도시와 시골의 강수량에 대해 장기간에 걸쳐 연속적이고 정량적으로 측정한 자료는 없지만 대부분 대도시 주변의 강수량은 주변의 시골보다 5~10％ 정도 많으며, 특히 도시 중심부의 하강기류에서는 최대강수량이 나타난다. 金正贊 옮김