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A Numerical Study of the Effects of Land Characteristics on the Air Cooling

지표면 특성에 따른 대기 냉각 효과에 관한 수치적 연구

  • An, Jae-Ho (Department of Environmental Engineering, Hankyong National University) ;
  • Kim, Tae-Wan (Department of Plant Resource Science, Hankyong National University) ;
  • Lee, Sang-Eun (Department of Plant Resource Science, Hankyong National University)
  • Published : 2004.12.31

Abstract

A three-dimensional numerical mesoscale model by Pielke's estimation (University of Virginia Mesoscale Model, UVMM) was applied to investigate the effects of land characteristics including land-humidity, land-roughness and land-albedo on some micro-climatic coefficients and the air cooling capacity. The results indicated that land-characteristics exposed a significant effect on air cooling. Air cooling effects between in urban and agricultural areas were compared and the effects were much higher in agricultural area. Air cooling effects of weed species were different and when converted into economic values by diesel oil price the effects were ranged from 411 to 816 Won/plant.

University of Virginia Mesoscale Model (UVMM)을 이용하여 지표면의 특성 존 지표면 거칠기, 지표면 습도 Albedo 등이 지표면의 온도 또는 지표면 열수지에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 나아가 실제의 기상조건 하에서의 분석을 위하여 2001년 5월 4일과 8월 29일을 택하여 기상요소들을 산정 하였으며 각각의 경우 도시지면 대신 농경지로 이용시의 대기냉각효과를 수치계산 및 분석을 하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 본 모델의 알베도에 대한 민감도는 알베도가 10% 감소하면 일 최고온도가 약 $2^{\circ}C$씩 높아지는 것을 알 수 있으며, 설원 등의 특별한 경우를 제외하면 일반적으로 지면특성에 따라 $10{\sim}25%$의 범위에서 변한다고 하면 약 $2{\sim}3^{\circ}C$ 정도의 지면온도 차이를 가져온다고 볼 수 있다. 2. 지면의 거칠기와 지표면 온도 변화를 비교하면 지면의 거칠기의 증가는 바람의 속도를 줄이고 그로 인하여 현열과 잠열을 통한 대기 중으로의 열전달이 줄어 지면온도의 상승을 가져올 것으로 사료되며, 농경지의 지면의 거칠기라고 할 수 있는 10cm에서 대도시의 지면의 거칠기로 볼 수 있는 200 cm로 증가할 때 일 최고지면온도를 기준으로 약 $5^{\circ}C$의 차이를 보여 주었다. 3. 일사량이 최대인 오후 $1{\sim}2$시경에 도시지역이 농경지지역에 비하여 현저하게 높은 온도를 보여 주었다. 이는 바람속도의 감소로 열의 이류가 적은 점과 지면의 습도 차이로 도시지역에서 잠열로 인한 열의 방출이 작은 점 그리고 지면특성에 따라 비열, 지면으로의 열전도의 차이 등이 복합적으로 작용한 결과로 사료되며 본 연구의 모델이 이를 잘 수치모사를 해주고 있음을 보여주고 있다. 4. 농경지 발생 잡초의 생태적 특성을 고려한 경제적 가치분석결과 초종간 차이가 있었으며 $411{\sim}861$원 정도의 경제적 가치가 있는 것으로 밝혀졌다.

Keywords

References

  1. Pielke, R. A. (1974) A three-dimensional numehcal mo-del of the seabreeze over south Florida, Mon. Weather Review102, 115-139 https://doi.org/10.1175/1520-0493(1974)102<0115:ATDNMO>2.0.CO;2
  2. Mahrer, Y. and Relke, R. A (1976) Numehcal simulat-ion of the air flow over Barbados, Mon. Weather Review 104, 1392-1402 https://doi.org/10.1175/1520-0493(1976)104<1392:NSOTAO>2.0.CO;2
  3. Kondratyev, K. Y. (1969) Radiation in the atmosphere, Academic Press, NewYork/London
  4. Atwater, M A. and Brown, P. S. (1974) Numerical com-putation of the latitudial variation of solar radiation for an atmosphere of varying opacity, J. Appl. Met. 13, 289-297 https://doi.org/10.1175/1520-0450-13.2.289
  5. Mcdonald, J. E. (1960) Direct absorpdon of solar radiation by atmospheric water vapor, J. Met. 17, 319-328 https://doi.org/10.1175/1520-0469(1960)017<0319:DAOSRB>2.0.CO;2
  6. Schubert, S. (1983) Detailierte Untersuchung von Kenngrossen der Strahlungs- und Ober- flaechenwaermebilanz-berechnung im University of Virginia Mesoscale Model von R. A. Pielke und Y. Mahrer, Diplomarbeit im Fach-bereich Geowissenschaften an der FU Berlin
  7. Kuhn, P. M (1963) Radiometersonde observation of infr-ared flux emissivity of water vapor, J. Appl. Met. 2, 368-378 https://doi.org/10.1175/1520-0450(1963)002<0368:ROOIFE>2.0.CO;2
  8. Jacobs, C. A., Pandolfo, J. P. and Atwater, M A. (1974) A description of a general three-dimensional numencal simuladon model of a air-water and/or air-land boun-dary layer, IFYGL Final Report, CEM Report No. 5131-509a
  9. Sasamori, T. (1972) A linear harmonic analysis of atmos-pheric motion with radiative dissipation, J. Met. Sco. of Japan 50, 505-517 https://doi.org/10.2151/jmsj1965.50.6_505
  10. Moeller, F. (1973) Einfuerung in die Meteorologie Band II. Bibliographisches Institut Mannheim, Wien, Zuerich
  11. Federer, C. A. (1968) Spatial vahation of net radiation, albedo and surface temperature of forests J. Appl. Met. 7, 317-321
  12. Myrup, L O. (1969) A numerical model of the urbanheat island, J. Appl. Met. 8, 205-211 https://doi.org/10.1175/1520-0450(1969)008<0205:ASOSAT>2.0.CO;2
  13. Eom, K. C, Yun, S. H., Hwang, S. W., Yun, S. G. and Kim, D. S. (1993) Public Benefit from Paddy Soil, Kor-ean J, Soil Sd. Fert. 26(4), 314-333
  14. 엄기철, 윤성호 (2000) 농업의 다원적 기능 계량화 평가, 농촌진흥청, P.9-24

Cited by

  1. Sensitivity Experiment of Surface Reflectance to Error-inducing Variables Based on the GEMS Satellite Observations vol.39, pp.1, 2018, https://doi.org/10.5467/JKESS.2018.39.1.53