Influences of Temperature Change Rates and Impervious Surfaces on the Intra-City Climatic Patterns of Busan Metropolitan Area

부산광역시 국지적 기후 패턴에 대한 기온변화율과 불투수면의 영향

Influences of seasonal warming and cooling rates on the annual temperature patterns were analyzed based on the meteorological data from 13 weather stations in Busan Metropolitan Area(BMA), Korea during 1997~2014. BMA daily temperature time-series was generalized by Fourier analysis, which mathematically summarizes complex, regularly sampled periodic records, such as air temperature, into a limited number of major wave components. Local monthly warming and cooling rates of BMA were strongly governed by the ocean effect within the city. March($1.121^{\circ}C/month$) and November(-$1.564^{\circ}C/month$) were the two months, when the most rapid warming and cooling rates were observed, respectively during the study period. Geographically, spring warming rates of inland increased more rapidly compared to coastal areas due to weaker ocean effect. As a result, the annual maximum temperature was reached earlier in a location, where the annual temperature range was larger, and therefore its July mean temperature and continentality were higher. Interannual analyses based on average temperature data of all weather stations also showed that the annual maximum temperature tended to occur earlier as the city's July mean temperature increased. Percent area of impervious surfaces, an indicator of urbanization, was another contributor to temperature change rates of the city. Annual mean temperature was positively correlated with percent area of impervious surfaces, and the variations of monthly warming and cooling rates also increased with percent area of impervious surfaces.

본 연구는 부산광역시 13개 기상관측지점을 대상으로 1997~2014년 동안의 기온상승율과 하강율의 계절적 특성이 연간 기온변화 특징에 미치는 영향을 분석하였다. 일별 기온 자료를 시계열적으로 단순화하기 위해 푸리에분석법을 적용하였는데, 이는 기상 자료와 같이 연속적으로 수집되는 시계열자료를 몇 개의 한정된 주요 파형으로 환원하여 자료를 단순화하는 수학적 기법이다. 부산광역시의 국지적 기온변화율은 대륙도에 의해 공간적으로 큰 영향을 받는 것으로 조사되었다. 계절적으로는 3월에 가장 높은 기온상승율(평균 $1.121^{\circ}C/month$)을 보였고, 11월에 가장 가파른 기온하강율(평균 -$1.564^{\circ}C/month$)을 나타냈다. 지역적으로 최난월인 8월 평균기온에 지배적인 영향을 주는 7월 평균기온상승율과 대륙도가 높은 지역일수록 최난일이 일찍 출현한 것으로 보아, 해양의 영향이 적은 지역일수록 기온상승률이 높고 해양 인접 지역에 비해 연중최고기온에 도달하는 시기가 앞당겨지는 것으로 분석되었다. 연구 지역 관측 지점 전체를 평균한 연도별 분석 결과도 7월 평균기온이 높은 해일수록 최난일 출현은 시기적으로 앞당겨지는 경향을 나타냈다. 도시화 정도를 나타내는 불투수면의 면적 비율 역시 기온의 연 변화와 통계적으로 상관관계를 갖는 것으로 나타났다. 관측지점의 불투수면 면적비율이 증가할수록 연평균기온이 높게 나타났고, 연평균 기온상승율과 하강율의 장기적 변동 폭도 크게 나타났다.