[사이테크+] "가뭄 땐 가로수 냉각효과 '뚝'…그늘효과는 상당 부분 유지"

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스페인 연구팀 "토양 매우 건조하면 증산작용 제한…공기 냉각효과 약화"

(서울=연합뉴스) 이주영 기자 = 기후변화로 인한 폭염 증가로 도심 가로수의 냉각 효과 중요성이 커지는 가운데 가뭄이 겹칠 경우 가로수의 그늘 효과는 상당 부분 유지되지만 공기를 식히는 냉각 효과는 떨어진다는 연구 결과가 나왔다.

스페인 바르셀로나 자치대 가라 비얄바 교수팀은 29일 국제학술지 도시 기후(Urban Climate)에서 가뭄 모델 실험 결과 토양 수분이 부족하면 가로수의 증산 작용이 제한돼 폭염이 닥쳤을 때 냉각효과가 떨어지는 것으로 나타났다고 밝혔다.

연구팀은 도시가 직면한 주요 과제 가운데 하나는 가뭄 기간, 특히 그늘이 가장 절실하게 필요한 폭염 기간에도 나무가[190510] 충분한 잎을 유지하도록 하는 것이라며 도시 녹지 조성 계획을 새로운 기후 현실에 맞춰 수립해야 한다고 말했다.

가로수는 면적은 제한적이지만 증산 작용과 그늘 형성을 통해 도시 기온을 낮추는 데 기여하기 때문에 건물 밀도가 높은 도시에서 열을 완화할 수 있는 잠재적인 해결책으로 꼽히며 도시공원과 같은 대규모 녹색 인프라보다 도입이 용이하다.

연구팀은 그러나 폭염과 가뭄은 나무의 생리적 과정과 구조적 구성 요소에 영향을 미칠 수 있고, 가로수가 공기를 냉각시키고 인간의 열 스트레스를 완화하는 능력에 어떤 영향을 미치는지는 여전히 불확실하다고 지적했다.

연구팀은 토양 수분과 나무의 증산 작용, 그늘이 보행자 높이의 기온과 열 스트레스에 미치는 영향을 계산할 수 있도록 도시 기상 모델(BEP-Tree)을 수정했다.

이어 바르셀로나 한 지역의 2024년 여름 기상 관측 자료와 모델 결과를 비교해 성능을 검증하고, 나무가 드문 거리(수관 비율 16%)와 빽빽한 거리(수관 비율 65%) 를 대상으로 기온이 35℃까지 치솟고 가뭄이 지속된 2015년 7월 폭염을 모의했다.

분석 결과 토양에 수분이 충분하면 가로수는 한낮부터 오후 중반까지 사람 키 높이에서 측정한 공기 온도를 평균 1.2℃ 낮추는 것으로 나타났다.

나무 그늘은 햇빛뿐 아니라 아스팔트 등 주변 표면에서 나오는 복사열도 줄여, 햇빛에 많이 노출되는 곳의 평균복사온도를 최대 12.3℃ 낮췄다.

연구팀은 공기 온도와 복사열 등이 함께 줄어들면서 사람이 느끼는 더위와 열 스트레스를 나타내는 보편적 열기후지수(UTCI)도 최대 3.2℃ 낮아졌다고 설명했다.

그러나 가뭄으로 토양이 마르면 나무의 증산 작용이 제한돼 공기를 식히는 효과가 약해졌다. 토양이 매우 건조한 조건에서는 나무가 빽빽한 거리가 나무가 드문 거리보다 공기 온도가 오히려 평균 0.3℃ 높았다.

반면 나뭇잎의 그늘 이점은 토양 수분에 크게 좌우되지 않았다.

폭염이 아닌 일반적인 여름 조건에서는 토양이 건조해도 가로수의 열 스트레스 완화 효과가 71~97% 유지됐고, 토양이 매우 건조할 때도 43~84%가 남았다. 폭염 기간에는 이 비율이 각각 69~96%, 20~69%로 낮아졌다.

연구팀은 이 결과는 극심한 더위 때 가로수의 냉각 능력을 극대화하려면 공기를 직접 식히는 효과보다 그늘의 효과가 더 중요하다는 점을 보여준다고 설명했다.

다만 이 연구는 모델 실험에 기반한 것으로 나무 종류별 냉각 효과 차이와 가뭄 기간에 따른 변화 등을 충분히 반영하지 못했다며 실제 도시 환경에서 관측을 확대하고 계절에 따른 수관 변화 등을 모델에 반영할 필요가 있다고 말했다.

이어 가로수의 냉각 효과를 높이려면 나무 수를 늘리는 것뿐 아니라 폭염과 가뭄에도 잎과 수관을 유지할 수 있도록 관리해야 한다며 폭염이 심할 때는 물을 공급해 토양 수분과 나무 건강을 지키는 방안이 필요하다고 강조했다.

◆ 출처: Urban Climate, Ricard Segura-Barrero et al., "The role of soil moisture and shading in influencing the capacity of urban street trees to reduce heat stress", http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212095526003172

scitech@yna.co.kr

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