[녹색시론] 도시열섬: 원인과 대책 그리고 조경의 역할

김수봉 논설위원(계명대학교 생태조경학전공 교수)
김수봉 교수-계명대학교 생태조경학과 교수

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라펜트l기사입력2019-08-23
도시열섬: 원인과 대책 그리고 조경의 역할




_김수봉(계명대학교 생태조경학전공 교수)




1820년 런던의 아마추어 기상학자 루크 하워드(Luke Howard)는 10년간의 런던의 매일의 기온변화 분석을 통하여 런던의 도심은 교외지역보다 24시간 평균기온이 7월에는 약 0.6℃가 높고 12월에는 1.2℃가 더 높다는 현상을 밝혀내었으며 오늘날 우리는 이것을 열섬현상이라고 부른다. 또한 스모그현상의 영향으로 런던의 도심은 교외지역보다 밤에는 약 2,05℃가 더 높고 낮에는 약 0.18℃ 더 낮은 것을 밝혀내었다. 그는 런던의 도심과 교외지역의 온도 차이는 2.22℃보다 크다는 것을 발견했다. 이 하워드의 연구는 기온변이의 두 가지 중요한 특성인 변이 크기의 일별·계절별 변화와 변이 징후의 변화상을 밝히는 첫 번째 과학적 접근이었다.

2018년 울산과학기술원(UNIST) 조기혁 교수는 그의 논문 ‘지리적 위치에 따른 도시 열섬의 시간적 및 공간적 변동성: 울산의 사례 연구’에서 여름철 울산 도심의 열섬 현상의 강도는 평균 2.5도로 나타났다고 한다. 이중 약 1.5도의 온도 차이는 도로의 개방성, 도시설계 등 도심의 물리적 특성에 따른 것으로 분석되었고, 나머지 1도는 녹지면적의 차이와 같은 도심과 외곽지역의 지리적 입지조건의 결과로 설명됐다. 런던과 울산의 연구는 거의 200년 정도의 세월의 차이가 있지만 도시화로 인해 도심과 도시 주변 변두리 지역과의 온도차가 발생한다는 연구 결과는 여전히 같다.

도시기후학의 선구자인 캐나다 브리티시 콜롬비아대학(University of British Columbia)의 교수인 오케(T. R. Oke)를 비롯한 전문가들이 제시한 열섬현상의 주요 원인은 자동차배기가스 등으로 인한 대기 오염과 도시 내의 인공열의 발생 그리고 건축물의 건설이나 지표면의 포장 등에 의한 지상피복의 상태 변화 등으로 요약된다. 이러한 도시열섬은 여름철 에어컨 사용증가로 인한 전력소비를 증가시키고, 전력소비는 화석연료의 시용을 증가시켜 대기오염이 증가하여 스모그현상을 가중시킨다. 미국 로스앤젤레스의 경우 여름철 일 최고기온이 0.6℃ 증가 할 때마다 전기사용량은 2% 증가한다고 한다. 열섬으로 인한 도시의 기온상승은 인간의 건강에도 치명적이다. 로스앤젤레스의 경우 도시열섬으로 인해 오존 수치가 10~15%증가하고, 이로 인해 수백만 달러의 의료비가 지출된다고 한다. 1995년 시카고에서 폭염으로 인해 700명의 노인이 사망했다. 열섬으로 인해 증가하는 오존은 사람의 눈을 자극하고 폐에 염증과 천식을 일으켜 세균에 대한 면역력을 저하시킨다. 미국의 도시의 거리에서 발생하는 범죄나 폭력사건은 더운 날씨에 더욱 증가한다고 한다. 매년 반복되는 여름철의 이상기후로 인한 폭염과 열대야와 같은 환경재난은 도시민들의 건강을 위협하며 동시에 도시생태계에도 심각한 영향을 미치고 있다. 캐나다의 한 연구에 따르면 도시열섬과 같은 ‘도시의 기후변화는 자연적 포식관계가 없는 외래종이 점차 늘어나면서 도시 생태계는 매우 취약한 상태에 처하게 되며, 도시 생태계가 이러한 취약한 상태가 되면 그 손실의 정도나 기간, 위치를 정확히 파악할 수 없다는 것이 가장 큰 문제’라고 한다.

이러한 열섬현상을 저감하기 위해 조경의 관점에서 필자가 몇 가지 대책을 제안하면 다음과 같다. 먼저 도로, 주차장 등 포장면의 잔디블록 등 투수성 재료로 전환, 건물 사이 좁은 면적이라도 녹지를 조성하는 등의 정책을 적극 도입하여 도시의 지표면을 지표면의 비축열(備蓄熱) 증가를 초래하는 불투성 포장을 투수성 포장으로 개선하는 것이다. 두 번째로는 스펀(Spirn, A. W.)교수가 제안 한 ‘엔트로피가 적게 발생하는 공원녹지’를 설계하는 것이다. 우리 주변 도시공원에서 흔히 발견되는 주택가 주변의 ‘개방형 공공 공원녹지’는 시공과 관리를 위해 외부에서 많은 에너지가 공급되고 엔트로피도 많이 배출되는 공원녹지다. 그러나 산지만으로 조성되는 ‘자급자족형 산지 공원녹지’는 인위적으로 에너지 공급이 필요가 없고 이와 더불어 엔트로피의 방출이 거의 제로에 가깝다. 자급자족형 공원녹지와 개방형 공원녹지를 절충한 ‘반 자급자족형’ 공원녹지는 산지형 공원의 다층형 식재 계획을 유도하고 친환경적인 조경 및 공원 자재 개발을 통한 경제적 효율 극대화 및 에너지 이용효율 향상으로 적극적인 에너지절약 시책 추진을 시행하여 공원에서의 인공열(Anthropogenic heat) 발생과 엔트로피 방출을 억제하는 것이다. 세 번째로는 조경계획 차원에서 각 도시의 풍향을 분석하여 바람이 불어오는 쪽에 찬바람의 통행로(바람길) 확보를 위한 숲이나 공원의 조성을 추진해야 한다. 바람길 중간에 조성되는 택지개발의 경우에는 아파트 조성 시 건물의 방향을 조정하거나 필로티를 포함한 층수를 제한하는 등의 아이디어를 컴퓨터 시뮬레이션의 자료를 분석하여 도시건축 전문가에게 제공해야 한다. 도심을 둘러싼 백두대간 중심산줄기 또는 주변 야산의 계곡에서 불어오는 시원한 바람이 도심지역으로 유입할 수 있는 찬바람 통행로를 확보하는 조경차원의 노력이 반드시 필요하다. 네 번째로는 인공위성자료를 분석하여 용도지역별 열섬현상 완화효과를 극대화시킬 수 있도록 한다. 자료 분석 결과 저온이 형성되는 도시 내 생산녹지 지역의 녹지를 적극적으로 보존 또는 보전할 수 있는 전략적 수단을 강구함과 동시에 고온역이 형성된 상업지역의 경우에는 녹지 확보 대책 또는 도시 주변 산지의 계곡과의 녹지연계 전략이 필요하다. 도시의 녹지는 규모에 상관없이 어떠한 녹지라도 절대적 보전전략이 필요하다고 판단된다. 따라서 공원일몰제로 사라질 위기에 놓인 공원녹지는 어떤 경우에라도 반드시 보전시킬 조경계의 전략과 전술을 수립해야한다.


도시열섬을 저감하는 공원녹지의 효과 (자료: 산림청)
좌측 사진은 여의도공원 조성 전(1996년)으로 공원조성 예정지역이 주변 보다 평균 2.5°C 높았으나, 우측 사진처럼 여의도공원 조성 후(2015년)에는 공원조성지역이 주변보다 평균 0.9°C 낮아졌다. 

조경은 19세기와 20세기를 거치면서 도시미화운동을 통하여 유용하고 즐거움을 주는 환경의 조성에 목표를 두고 자원의 보전 및 관리를 고려하여 문화적·과학적 지식의 응용을 통하여 설계·계획 또는 토지의 관리 및 지연과 인공요소를 구성하는 기술로 비약적으로 발전해왔다. 지난 100여 년 간 우리나라 서울, 부산, 대구, 인천 등 7대 대도시의 평균기온이 1.85°C 상승했다. 지구 평균기온이 지난 130년 간 0.85°C 상승한 것과 비교하면 상승폭이 무척 크다. 조경이 탄생했던 시기와는 매우 다른 도전에 직면한 오늘날의 조경은 21세기 기후변화의 시대를 맞이하여 새롭게 그 역할 모색을 시도해야 한다. 실제 우리나라의 조경은 환경문제의 해결의 매개로서의 새로운 역할을 찾기보다는 여전히 전통적인 조경계획과 디자인의 틀 안에서 교육과 논의가 이루어지고 있지는 않은지 자문해보아야 한다.

필자는 1996년부터 지금까지 조경을 ‘매개’로 대구의 열섬저감 방안을 비롯한 도시환경문제의 해결 방안에 대하여 관심을 가져왔다. 조경을 매개로 다양한 형태의 공원녹지 특히 옥상녹화를 조성하거나, 도시주변 산지 계곡의 찬바람을 도심 안으로 유입하여 도시의 대기를 정화시키고 여름철 도시의 기온을 저감하는 방법에 대하여 연구하고 강의하였다.

매개의 사전적 정의는 ‘둘 사이에서 양편의 관계를 맺어 주는 것’을 말한다. 나는 헤겔이 정의하는 ‘어떤 사물이 존재할 조건이 되는 일’이라는 매개의 정의가 조경이라는 관점에서 더 적절하다고 생각한다. 그래서 늘 자연을 주제로 하는 조경을 인간이 처한 도시의 환경문제 해결을 위한 매개라고 생각해왔다. 도시환경 문제를 해결하기 위해서 ‘조경은 반드시 존재해야할 조건’이다. 조경이 만든 녹지와 공원은 지금까지도 도시의 환경을 이롭게 만드는 매개로서 중요한 역할을 해왔다고 생각한다. 기후변화시대의 조경은 도시가 ‘기후회복력을 가진 도시생태계’를 창조하는데 실질적인 해결책을 모색해야하고, 도시의 사람들에게는 사회·경제에 이르는 광범위한 편익을 제공하는데 이바지해야 한다.
_ 김수봉 교수  ·  계명대학교 생태조경학과
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sbkim@kmu.ac.kr

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허리케인 참고로 잔디,관목 같은 면적 식재가 가능한
녹지체계의 재건이 절실하다는 생각을 해봅니다.
수목은 5도씨 정도 낮추지만 잔디는 그보다는 못미치지만
관목과 더블어 식재되어지면
태양복사열을 상쇄시키기 때문입니다~^^
2019-08-23
허리케인 교수님 좋은 말씀 감사드리오며
제가 제안드리고 싶은것은
서울의 각 지역의 녹지,수계,산림과 평균경사도 및 방향에 따른
도시열섬현상과의 관계와
서울 각 지역별 평균 녹지율과 온도의 관계 입니다.
또한
이러한 데이터는
각 시도별 기준과 비교해 볼 수 있는 척도가 될 것입니다.
경기도에서는 개발이 팽배하여
10년전 70% 가까운 녹지율이
현재는 50%까지 떨어진 지자체도 있습니다.
도심과 녹지 그리고 온도,사람과의 관계에서
만족감의 기준을 정하기는 어렵지만
100년간의 기상기록과 비교해 볼만 하다 생각됩니다.
교수님 많은 연구와 협력 기대합니다~^^
2019-08-23

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