경기기후플랫폼

폭염, 어디가 더 위험할까?

경기도가 3D지도와 빅데이터로 찾아낸 우리 동네의 ‘진짜 위험’

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폭염의 경고, 경기도가 더 뜨겁다

2023년은 관측 역사상 가장 더운 해였습니다. 이러한 기후변화는 폭염의 빈도와 강도를 높이며 우리를 위협하고 있습니다. 특히 우리가 사는 경기도는 다른 지역보다 온열질환자 수가 더 빠르게 늘고 있습니다. 지난 10년(2011~2022년)간 전국의 온열질환자 수 연평균 증가율은 1.8%였지만, 경기도는 그 두 배에 가까운 3.5%를 기록했습니다.

  • 10년간(2011~2022) 연평균 증가율 경기도 3.5%, 전국 1.8%
  • 최근 3년(2020~2022년) 연평균 증가율 경기도 24.9%, 전국 8.4%
  • 온열질환은 열로 인해 발생하는 급성질환을 의미하며, 열사병, 열탈진, 일사병, 열경련, 열실신, 열부종, 열발진 등을 포함함

폭염은 차별적이다.

폭염은 결코 모두에게 평등하지 않습니다. 어떤 이에게는 잠시의 불편함으로 그칠 더위가, 다른 누군가에게는 생명을 위협하는 재난이 됩니다.
이것이 바로 기후변화가 만들어내는 '기후 격차'의 현실이며, 폭염은 그 차별적인 피해가 가장 극명하게 드러나는 현장입니다.


사는 곳에 따라 피해는 다릅니다.

온열질환이 발생했을 때, 농촌 지역의 사망 확률은 전국 평균보다 2배나 높습니다.


하는 일에 따라 위험은 다릅니다.

실외 작업장에서의 환자 발생은 실내보다 4배 가까이 많으며, 특히 단순 노무나 농업에 종사하는 분들의 피해가 두드러집니다.


하는 일에 따라 위험은 나이에 따라 위협은 다릅니다.

2023년 폭염 사망자 32명 중 절반이 80세 이상 어르신이었습니다.


이처럼 폭염 피해는 특정 지역, 특정 계층에 집중되는 ‘차별적 재난’의 특성을 보입니다.
하지만 그동안 우리의 정책은 이러한 불평등을 세밀하게 조준하지 못했습니다.


그간의 정보는 진짜 '사람의 더위'를 보여주지 못했다.

그간 우리는 폭염을 "금일 서울의 낮 최고기온은 34℃입니다"와 같은 단편적인 기상 정보로만 접해왔습니다.
간혹 폭염을 분석하기위해 인공위성이 찍은 지표면 온도 지도를 사용했습니다. 하지만 이 방식에는 명확한 한계가 있었습니다.

  • 시간해상도 한계: 다른 시기에 촬영된 위성영상을 붙여 사용 사용하기도하고 그날이 폭염 아니었을 수 있습니다.
  • 공간해상도의 한계: 위성영상의 해상도는 수십 미터에서 킬로미터에 달해, 우리 주변의 골목길이나 작은 공원의 차이를 구분하기 어렵습니다.
  • 체감온도와의 차이: 지표면 온도는 아스팔트나 건물 지붕의 온도일 뿐, 바람과 습도, 건물 그림자 등을 종합적으로 고려한 '사람이 실제 느끼는 더위'와는 차이가 큽니다.

진짜 '사람의 더위’를 알아보는 방법

"우리 동네는 왜 유독 더 더울까?" 이 질문에 답하려면, 도시를 전혀 다른 방식으로 바라봐야 합니다.
이는 단순히 지표면의 온도를 재는 것을 넘어,
사람의 '체감'을 지도에 그린다는 것은 완전히 새로운 차원의 접근을 의미했습니다.
이를 위해서는 도시의 복잡한 3차원 구조와 그 안에서 시시각각 변하는 기상 조건을 모두 한 장의 지도에 담아서 이해할 때 그 질문에 답할 수가 있습니다.

그래서 경기도 기후플랫폼은 '사람이 느끼는 진짜 더위'를 지도에 그리기 위해, 다음과 같은 목표를 가진 폭염정보를 구축하고자 했습니다.

  • 10m 급 해상도 공간정보
  • 도시 물리 특성 반영 (3차원 도시모델 반영, 그림자, 도시내 태양복사량 )
  • 실측 기후데이터 반영(기온, 습도, 풍속, 방향)
  • 실제 폭염 발생시 현황을 가정한 정보 구축
  • 취약 지역내 인구 현황

1단계: 도시의 '3D 쌍둥이' 만들기

모든 분석의 시작은 경기도의 지형을 현실과 똑같이 컴퓨터 세상으로 옮겨오는 것이었습니다.
저희는 항공기에 레이저 스캐너(LiDAR)를 장착하여, 경기도 전역을 하늘에서 스캔했습니다.
10,000㎢에 달하는 경기도 전역을 ㎡ 당 최소 50개, 평균 100개가 넘는 포인트 데이터를 가지는 초고밀도 방식으로 촬영한 것은 세계적으로 매우 이례적인 성과입니다.

이 과정을 통해 우리는 모든 건물과 나무의 형태, 도로, 시설물 등 경기도의 모든 것을 완벽하게 담아낸 경기도의 ‘3D 디지털 트윈(Digital Twin)’을 만들 수 있었습니다.
이는 폭염 분석을 위한 가장 정확한 청사진으로 사용되었습니다.


2단계: 3D 지도에 현실정보 융합하기

3D 모델에 현실정보를 더하기 위해, 두 가지 핵심 정보를 추가로 입혔습니다.


토지 피복 정보

3D 모델 위에 '도시생태현황지도'를 겹쳐, 어디가 숲이고 어디가 건물인지, 어디가 아스팔트인지 하나하나 구분했습니다. 이는 도시의 구성요소가 열을 흡수하고 반사하는 정도가 다르기 때문입니다.


실측 기상 정보

폭염이 가장 심했던 날, 경기도 31개 시군의 기상관측소에서 실제로 측정한 기온, 습도, 풍속 데이터를 3D 공간에 불어넣었습니다. 이제 우리의 '디지털 경기도'는 실제 폭염이 발생했을 때와 거의 동일한 환경을 갖추게 되었습니다.


3단계: 사람의 '체감 더위' 계산하기

이제 이 가상의 공간에서 사람이 얼마나 덥게 느낄지를 계산해야 합니다. 저희는 국제적으로 가장 널리 쓰이는 '사람의 열 스트레스' 측정 표준인 UTCI(Universal Thermal Climate Index, 보편열쾌적지수)를 사용했습니다.

UTCI는 단순히 기온만 보는 것이 아닙니다. 뙤약볕에서 내리쬐는 열, 건물 벽에서 반사되는 열,
바람이 불어 시원해지는 효과, 습도가 높아 끈적이는 불쾌감 등 사람이 더위를 느끼는 모든 요소를 종합적으로 계산하는 고도의 지표입니다.

UTCI 분석을 위해 UMEP(도시 다중스케일 환경 예측 모델)이라는 최신 도시 기후 시뮬레이션 도구를 활용해, 경기도의 모든 10m x 10m 격자 위에서 이 UTCI 값을 계산해냈습니다.

  • 폭염경보가 발령된 2024.08.27의 당시의 열쾌적성 평가
    • 최소 : 32.55℃~ 최대 : 40.31℃
    • 평균 : 36.40℃ ± 1.14

4단계: 정확성 검증하기

이렇게 만들어진 지도가 얼마나 정확할까요? 저희는 이 질문에 답하기 위해 엄격한 검증 과정을 거쳤습니다.

실제 여러 지점에 측정 장비를 설치하여 얻은 현장 데이터와 경기도의 시뮬레이션 결과를 비교했고,
CFD기반의 다른 도시미기후 모델(ENVI-met)의 결과 와도 교차 검증했습니다.

그 결과,
저희 경기도의 시뮬레이션 예측 값은 실제 측정된 기온과 상관계수(R²) 0.917이라는 매우 높은 일치도를 보였으며 방법론의 신뢰성은 다수의 국내외 학술 논문을 통해 검증되었습니다.

경기도의 이번 열쾌적성 분석이 단순히 그림을 그린 것이 아니라, 학문적으로도 높은 신뢰도와 성숙도를 가진 과학적인 결과임을 증명하는 것입니다.

이 4단계의 과정을 통해, 비로소 우리는 폭염의 진짜 위험을 제대로 들여다볼 수 있는 가장 정확한 눈을 갖게 되었습니다.


경기도의 ‘진짜 더위 지도’, 그 결과가 보여주는 것들

경기도 전역의 '열쾌적성'을 3D로 시뮬레이션한 결과는 어땠을까요?

폭염경보가 발령되었던 2024년 8월 27일을 기준으로 분석한 결과,
경기도의 체감온도는 지역에 따라 최저 32.55℃에서 최고 40.31℃까지 펼쳐졌습니다.

평균 체감온도만 36.40℃에 달해, 사실상 경기도 대부분 지역이 '강한 열 스트레스' 상태에 놓여있음을 확인했습니다.

하지만 더 중요한 것은 평균값이 아닌, 우리 동네의 온도를 높이고 낮추는 '공간의 비밀'이었습니다.


고층 아파트보다 저층 주택가가 더 뜨거웠다

단순히 생각하면 건물이 빽빽한 도심이 더 더울 것 같지만, 결과는 달랐습니다.
고층 아파트 단지는 건물들이 만드는 넓은 그늘과 그 사이를 지나는 바람길, 단지내 많은 녹지 덕분에 오히려 체감온도가 상대적으로 낮았습니다.
반면, 녹지와 그늘이 부족한 저층 주택 밀집 지역은 체감온도가 매우 높은 것으로 나타났습니다.


도시의 사막, 공사현장/주차장/도로

지도에서 가장 붉게 나타난 곳은 역시 식생이 없는 아스팔트 도로와 넓은 주차장 그리고 공사현장이었습니다.
이런 공간들은 폭염시 주변지역에 비해 최대 6℃이상 높은 40℃ 가까운 온도를 보이기도 했습니다.
이는 폭염 시 실외노동자 안전 관리가 왜 중요한지 명확하게 보여주는 대목입니다.


자연이 만든 에어컨, 숲과 공원

공원과 숲 주변 지역은 그렇지 않은 곳보다 눈에 띄게 시원했습니다.
나무가 만드는 그늘, 식물의 증발산 작용이 주변의 열기를 식히는 '자연 에어컨' 역할을 톡톡히 하고 있음을
데이터로 증명한 것입니다.
특히, 비슷한 주거단지라도 내부에 식생의 유무, 주변지역의 산림과 공원의 유무가 열쾌적성에 영향을 주는 것이 확인되었습니다.


건축물 형태 따른 열쾌적성 차이

  • 저층주택단지보다 중·상층 건물군의 체감온도가 낮음
  • 건물군 내 녹지의 양과 식생 높이에 따라 주변 열쾌적성이 달라짐
  • 건물군 배치에 의한 바람효과로 체감온도에 영향을 줌
  • 건물 높이에 의한 그림자 형성으로 그늘 효과가 발생함
  • 경작지 유형(논, 밭, 비닐하우스 등)에 따라 열환경 차이가 발생함

토지피복에 따른 열쾌적성 차이

  • 식생 및 산림에 의한 온도 저감 효과가 확인됨
  • 식생 밀도가 낮은 능선을 따라 열환경이 상대적으로 높게 나타남
  • 식생이 없는 주차장 및 일반도로 등에서는 높은 열환경이 확인됨
  • 공원, 산림 등의 녹지가 인근 지역에 긍정적인 영향을 미침

폭염 취약지역 내 생활인구

  • 폭염취약지역과 일평균 생활인구 수 공간정보를 결합하여, 해당 지역의 인구 규모와 밀집 특성 확인
  • 정책 및 사업 의사결정 지원 도구로의 활용 가능
  • 취약인구 밀집지역에 대한 지원 사업 추진 시 노후주택 개선, 무더위 쉼터 조성 등 공간적 우선순위 설정 가능

폭염은 ‘온도’가 아닌 ‘공간’의 문제

이 상세한 '진짜 더위 지도'가 우리에게 주는 핵심 메시지는 이것입니다.
폭염의 위험은 막연한 '온도'의 문제가 아니라, 우리가 발 딛고 사는 '공간'의 문제라는 것. 우리가 매일 걷는 보도블록의 재질, 우리 집 창문이 어느 방향을 보고 있는지,
동네에 시원한 바람이 지나갈 길이 있는지, 그늘을 만들어 줄 나무가 얼마나 있는지에 따라 우리가 느끼는 더위와 위험의 크기는 완전히 달라집니다.

따라서, 폭염 경보 문자만으로는 이 문제를 해결할 수 없습니다. 우리가 사는 공간을 더 시원하게, 더 안전하게 바꾸는 근본적인 노력이 필요합니다.


열쾌적성 지도가 경기도에 주는 것

폭염 대응 시설의 ‘핀셋 배치’가 가능해집니다.

이제 우리는 살수차를 어디로 보내고, 무더위 쉼터, 스마트 그늘막, 물 분사장치를 어디에 설치해야
가장 효과적일지 정확히 알 수 있습니다. 민원이 많은 곳이나 설치가 편한 곳이 아닌,
데이터가 말해주는 '가장 뜨거운 곳'에 자원을 집중하여 정책의 효율을 극대화할 수 있습니다.


기후재난을 고려한 도시 계획과 관리의 과학적 근거가 됩니다.

도시의 지속가능성을 위해서는 기후재난을 대비하기위해 이 지도는 필수적인 기초자료가 될 것입니다.
공원을 어디에 만들어야 냉각 효과가 극대화될지, 건물 배치를 어떻게 해야 바람길을 확보할 수 있을지 등
기후변화 시대에 맞는 '지속가능한 도시설계'에 과학적 근거를 제공합니다.