산림청 국립산림과학원(원장 박현)은 위성 영상자료와 현장 관측자료를 심층 학습(deep learning)으로 분석한 결과, 서울 도심지보다 도시숲 지역의 초미세먼지 농도가 평균 16.4㎍/㎥ 낮다고 밝혔다.

도시숲의 평균 초미세먼지 수치는 22.3㎍/㎥으로 나타났으며, 이는 WHO의 야외 초미세먼지 권고기준인 25㎍/㎥보다 낮은 수치이다. 2월 기준으로 비교하면 도시숲은 17.9㎍/㎥, 도심지는 34.3㎍/㎥로 평균 초미세먼지 농도가 조사되었다.

이번 연구는 서울대학교 정수종 교수 연구팀과 천리안 위성 해양 관측체(GOCI)를 활용하여 광학먼지두께(Aerosol Optical Depth), 1km 공간에서 중해상도 영상 분석계(MODIS)를 통한 16일 간격의 식생분포도, 국지수치예측모델(LDAPS)에 의한 기상 자료를 상호 심층 학습으로 분석하여 도시숲의 미세먼지 저감효과를 예측하였다.

※ 천리안 위성 해양 관측체(Geostationary Ocean Colour Imager, GOCI)
※ 중해상도 영상 분석계(MODIS, Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)
※ 국지 수치 예측 모델(LDAPS, Local Data Assimilation and Prediction System)

도심 속 초미세먼지는 우리의 건강에 악영향을 준다. 도심의 초미세먼지를 저감하기 위한 해결책으로 도시숲의 중요성은 다수 제기되었으나, 현재까지는 제한된 관측 실험으로 단편적인 효과만 증명되었다.

이번의 결과는 서울시 지상에서 측정하지 못한 지역 간 차이를 위성 영상 자료로 확인하였고, 중부 외곽 도시숲 지역(북한산, 관악산, 우면산 등)에서 초미세먼지 농도가 낮음을 확인하였다.

이번 연구 결과는 측정이 어려웠던 도시 전체에서의 도심지와 도시숲 간의 초미세먼지 농도를 심층 학습으로 확장하여, 실증적인 수치를 통해 도시숲의 효과를 입증했다는 것에 큰 의의가 있다.

연구책임자 서울대 정수종 교수는 “서울처럼 세계적으로 규모가 큰 메가씨티에서 도시숲의 미세먼지 저감 기능이 밝혀진 것은 국제적으로도 의미가 크다.”라며 “향후 천리안 2B호 환경위성을 활용하여 도시숲 기능에 대한 심도 있는 화학과정 분석까지 가능할 것으로 예측되며, 앞으로 도시숲의 탄소 저감량을 산정하여 도시 대기에 미치는 도시숲의 영향을 밝히는 것이 필요하다.”라고 전했다.

국립산림과학원 박찬열 연구관은 “도시숲의 미세먼지 저감 가치는 현장 측정 자료뿐 아니라 위성 자료 분석을 통해 그 효과를 입증한 것”이라며 “향후, 산림 미세먼지 측정넷 20개소 데이터셋을 위성 자료와 상호 분석하여 대기오염물질이 산림생태계에 미치는 영향을 보다 심층적으로 연구하고 도시 기후 정책에 활용성을 높일 것이다.”라고 밝혔다.

한편, 이번 연구결과는 도시 기후 분야의 저명 국제 저널(Urban Climate)에 ?21년 2월 3일 온라인으로 게재되었다.