[理知논술]머리에 쏙쏙 들어오는 토플주제/열섬 현상

도심 뒤덮은 더운 공기의 ‘뚜껑’… 오염물질을 가두다

《산업화, 도시화가 진행되면서 도시 지역에는 주거·상업시설이 증가하고 녹지가 줄어들었다.

각종 인공열과 대기오염 물질 때문에 도시 상공의 기온은 주변 지역의 그것보다 높아졌다.

이런 현상을 바로 ‘열섬(Heat Island) 현상’이라 한다.

도시 상공의 등온선(isotherm)이 바다에 있는 섬의 등고선(contour line)과 비슷하게 나타난다고 해서 도시를 ‘섬(island)’이라 부르게 된 것이다.

실제로 기온이 도심(inner city)에서 시가지 주변으로 갈수록 낮아지기 때문에 등온선 모양이 섬 지형도의 등고선과 비슷하다.》

(1)원인

첫째, 공장의 굴뚝에서 뿜어져 나오는 연기, 자동차 배기가스(exhaust gas), 에어컨(air conditioner)이나 난방기의 배출열(waste heat) 등 각종 인공열과 그로 인한 대기오염을 들 수 있다.

둘째, 아스팔트와 콘크리트 등 각종 인공시설물을 들 수 있다. 이런 시설물들은 빛을 흡수하는 효율이 높은데 흡수한 빛을 적외선 방사(infrared radiation)의 형태로 외부로 다시 내보내기 때문에 대기의 온도가 높아진다.

셋째, 높은 빌딩들이 대기의 순환(convection)을 막는다. 도심지에 빌딩이 많아질수록 식물이 자라나는 녹지는 줄어들고 있다. 식물은 수분을 증발시켜 태양열을 흡수하기 때문에 대기의 기온을 떨어뜨리고 그늘을 만들어 태양에너지가 지표면을 가열하는 것을 막아 주는 역할을 한다. 이런 식물이 사라질수록 열섬 현상은 심해질 것이다.

(2)시기

열섬 현상은 여름보다는 겨울, 낮보다는 밤에 뚜렷이 나타난다. 태양열이 강한 여름철에는 기온에 미치는 인공열의 영향력이 적다. 반면, 겨울철에는 그 영향력이 커져서 열섬 현상도 심화된다. 물론 여름에는 해가 지고 난 후에도 대기의 기온이 떨어지지 않는 열대야 현상(the tropical nights phenomenon)이 일어나기도 한다. 낮에는 대류현상이 활발해 도심지와 변두리 간의 공기 순환이 잘 이뤄지지만 밤에는 대류가 적어 지역 간 기온 차가 커지기 때문에 열섬 현상이 두드러지게 나타난다.

(3)문제점

오염물질이 널리 퍼져 없어지게 만들려면 대기의 기류가 활발히 운동(상승기류)해야 한다. 그러나 열섬 현상이 나타날 경우 도심의 하늘을 뜨거운 공기가 뚜껑처럼 덮고 있어 공기가 정체된다. 도심 주변 상공의 찬 공기에 눌려 뜨거운 공기가 움직이기 어렵기 때문이다. 이에 따라 배기가스를 포함한 대기오염물질이 도심상공에 체류하면서 오염농도가 높아진다. 이런 오염물질들은 태양광선과 만나 광화학 스모그 현상을 일으키기도 한다.

(4)해결책

도시의 열섬 현상을 완전히 해결하기란 불가능하다. 가능한 한 그 현상을 최소화하는 데 힘써야 한다. △녹지보호 정책을 수립하고 △가로수·공원을 조성하고 △아스팔트에 밝은 재료를 넣어 반사율을 높이는 등 포장재료에 변화를 주고 △열전도가 느린 재료로 건축하고 △수변 공간을 확보하는 것 등으로 열용량(어떤 물질의 온도를 1도 높이는 데 필요한 열량)을 감소시키려는 노력을 계속해야 한다.

백승혜 영재사관학원 예스영어사관 평촌본원 1학년 팀장