도심이 외곽보다 뜨거운 '도시열섬' 현상이 기후 조건과 도시의 물리적 구조가 맞물린 결과라는 분석이 나왔다. 폭염 대응 전략도 도시마다 다르게 짜야 한다는 의미다.

임정호 울산과학기술원(UNIST) 지구환경도시건설공학과 교수팀은 부산대학교 유철희 교수, 서울대학교, 미국 퍼시픽 노스웨스트 국립연구소(PNNL)와 공동으로 전 세계 2213개 도시를 분석해 이 같은 결과를 얻었다고 15일 밝혔다.

연구팀은 전 세계 도시를 1㎞ 격자로 나눈 뒤 각 격자의 건물 밀도, 높이에 따라 6가지 도시 형태로 분류했다. 기준 격자 하나와 이를 둘러싼 8개 격자의 형태를 함께 놓고, 주변부와 기후 조건이 열섬에 미치는 영향을 인공지능 모델로 계산했다.

연구팀은 이를 통해 주변 건조 환경이 유발하는 열 영향을 정량화한 새로운 지표인 TBE(Thermal Impact of the Surrounding Built Environment)를 제시했다.

지표에 따르면 기후대별로 열섬의 양상은 뚜렷하게 갈렸다. 한랭 기후 지역에서는 낮 시간대에 건물에 의한 열 상승 효과가 두드러졌다. 건조 기후 지역에서는 수분 증발을 통한 대기 냉각 효과가 작고, 건물과 도로가 낮에 흡수한 열을 밤에 내보내면서 야간 열섬이 강하게 나타났다.

아울러 같은 기후대 안에서도 고층 건물이 밀집한 지점일수록 열섬이 강했고, 낮은 건물이 드문드문 있는 곳에서는 상대적으로 약했다.

연구팀은 급속히 도시화가 진행되고 있는 개발도상국 도시에서는 건물 밀도와 높이 같은 도시 형태의 변화가 열섬을 키우는 데 더 크게 작용할 수 있으며, 도시 형태가 이미 고착된 선진국 도시에서는 녹지 확충이나 가로 단위 냉각 전략이 더 효과적일 수 있다고 분석했다.

임정호 교수는 "대규모 공간자 료와 기후 자료를 효과적으로 해석할 수 있는 인공지능(AI) 기반 분석 기술이 필수적"이라며 "이번 연구 결과는 폭염 대응, 도시 재개발, 열 취약지역 우선 관리 등 다양한 정책 분야에 기여할 것"이라고 말했다.

이번 연구는 이시우 UNIST 연구원과 유철희 부산대 교수가 공동 제1저자로 참여했으며 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 5월 11일 게재됐다. 과학기술정보통신부 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐다.