습구 온도

3. 습구 온도의 측정 및 활용

습구 온도는 물에 적신 천으로 감싼 온도계를 사용하여 측정하며, 다양한 방법으로 그 값을 얻는다. 상대 습도가 100%일 때는 습구 온도계 역시 증발에 의한 냉각이 불가능하므로, 천으로 감싸지 않은 온도계와 같은 값을 나타낸다. 포화되지 않은 공기(상대 습도 100% 미만)의 경우, 습구 온도는 건구 온도보다 낮지만 이슬점 온도보다는 높다.

습구 온도는 열역학적 습구 온도의 근사치를 제공한다. 열역학적 습구 온도는 공기 부피가 물의 증발에 의해 포화될 때까지 단열적으로 냉각될 경우 가지게 되는 온도이다. 알려진 기압과 건구 온도의 공기의 경우, 열역학적 습구 온도는 상대 습도 및 이슬점 온도의 고유한 값에 해당하며, 이들 값 간의 관계는 습공기 선도에 설명되어 있다.

'''습구 온도 감소'''는 건구 온도와 습구 온도의 차이를 말한다. 습도가 100%일 경우, 건구 온도와 습구 온도는 동일하며, 이러한 조건에서는 습구 온도 감소가 0이 된다.^[10]

3. 1. 측정 방법

• 삭스가 주변 환경과의 복사열 교환으로부터 보호될 때
• 공기가 삭스를 빠르게 지나가 증발된 수분이 삭스에서 증발에 영향을 미치는 것을 방지할 때
• 삭스에 공급되는 물이 공기의 열역학적 습구 온도와 동일한 온도일 때

• 삭스가 복사열 교환으로부터 완벽하게 보호되지 않는다.
• 삭스를 지나는 공기 흐름 속도가 최적보다 낮을 수 있다.
• 삭스에 공급되는 물의 온도가 제어되지 않는다.

3. 2. 활용 분야

• 기상학: 상대 습도, 이슬점 등 습도 관련 지표를 계산하고, 불쾌지수, 열 스트레스 지수 등 체감 더위를 나타내는 지표를 산출하는 데 활용된다.
• 보건학: 폭염으로 인한 건강 영향을 평가하고, 온열 질환 예방 및 관리 대책을 수립하는 데 활용된다. 특히, 습구 온도 35°C는 인간 생존의 한계 온도로 여겨진다.^{[11] [12]}
• 산업 안전: 고온 환경에서 작업하는 노동자의 안전을 확보하고, 작업 환경 개선 및 열 스트레스 관리 방안을 마련하는 데 활용된다.
• 농업: 작물의 생육 환경을 평가하고, 고온 피해를 예방하기 위한 관수 및 환기 등 관리 방법을 결정하는 데 활용된다.
• 건축: 건물의 냉방 부하를 계산하고, 에너지 효율적인 냉방 시스템 설계 및 운영 방안을 마련하는 데 활용된다.

4. 습구 온도와 건강

습구 온도는 인간의 체온 조절 능력에 큰 영향을 미치며, 건강과 생존에 직접적인 관련이 있다. 습구 온도는 통풍이 되는 물에 젖은 표면의 증발 냉각을 통해 얻을 수 있는 최저 온도이다.

상대 습도가 낮을수록(공기가 건조할수록) 건구 온도와 습구 온도의 차이가 커진다. 알려진 기압과 건구 온도의 공기의 경우, 열역학적 습구 온도는 상대 습도 및 이슬점 온도의 고유한 값에 해당한다. 이러한 값 간의 관계는 습공기 선도에 설명되어 있다.

여름철 건조한 공기에 해당하는 낮은 습구 온도는 에어컨이 설치된 건물에서 에너지 절약으로 이어질 수 있는데, 그 이유는 다음과 같다.

# 환기 공기에 대한 제습 부하 감소

# 냉각탑의 효율 증가

# 증발 냉각기의 효율 증가

4. 1. 체온 조절

4. 2. 생존 한계

4. 3. 온열 질환

• 2003년 7월 8일, 사우디아라비아 다흐란에서 열 지수가 81°C로 기록되었으며, 기온은 42°C이고 이슬점은 35°C였다.^[19][20]
• 2015년 인도 폭염 동안 안드라프라데시의 습구 온도가 30°C에 도달했다. 유사한 습구 온도는 1995년 시카고 폭염 동안에도 기록되었다.^[21]
• 2015년 8월 폭염 동안 이라크 사마와에서는 기온 48.6°C와 이슬점 29.5°C가 기록되었고, 이란 반다르-에 마흐샤르에서는 기온 46°C와 이슬점 32°C가 기록되었다. 이는 각각 약 33.5°C와 34.7°C의 습구 온도를 의미했다.^[22][23] 정부는 주민들에게 햇볕을 피하고 충분한 수분을 섭취하도록 권고했다.

5. 기후 변화와 습구 온도

지구 온난화는 전 세계적으로 습구 온도를 상승시켜 폭염 발생 빈도와 강도를 증가시키는 주요 원인 중 하나이다.

여름철 낮은 습구 온도는 다음 이유로 공조 에너지 소비를 줄인다.

• 제습에 필요한 에너지가 줄어든다.
• 냉각탑의 효율이 증가한다.

5. 1. 지구 온난화 영향

5. 2. 극한 더위 위험 증가

지구 온난화를 1.5°C로 제한하면 대부분의 열대 지역에서 인간의 생리학적 한계인 35°C의 습구 온도를 초과하는 것을 막을 수 있다는 연구 결과가 있다.^[25][26]

인류의 생존 한계 더위는 습구 온도 35°C로 여겨지며, 그 이상의 환경에서는 건강한 젊은이라도 6시간 정도 있으면 사망에 이른다고 한다. 2020년 현재 습구 온도 35°C에 도달한 지역은 극히 적지만, 페르시아만 연안에서는 2015년경부터 짧은 시간 동안이지만 이에 도달하는 상황이 이미 종종 발생하고 있다. 지구 온난화의 영향으로 세계적으로 여름의 더위가 심해지는 경향이 있어, 21세기 안에 여름 더위가 이에 도달하는 지역이 급증할 것으로 예측되며, 남아시아나 중동, 중국의 화북 지역 등도 이에 도달하는 날이 본격적으로 나타나는 것이 비교적 빠를 것으로 예측된다.^[30]

5. 3. 대한민국 상황

6. 습구 온도 관련 정책 및 대응

생물체는 특정 온도 범위 내에서만 생존할 수 있다. 주변 온도가 너무 높으면, 많은 동물들은 증발 냉각을 통해 체온을 낮춘다. 사람과 말은 땀을 흘리고, 개와 기타 포유류는 침과 물을 증발시켜 체온을 낮춘다. 이는 열 스트레스로 인한 고온증을 예방하는 데 도움이 된다. 증발 냉각의 효과는 습도에 따라 달라지며, 습구 흑구 온도(WBGT)는 열 스트레스 정도를 나타내는 유용한 지표로, 여러 기관에서 열 스트레스 예방 지침의 기초로 사용된다.

35°C를 초과하는 지속적인 습구 온도는 건강한 사람에게도 치명적일 수 있다. 이 온도에서 인간의 신체는 환경으로 열을 배출하는 대신, 환경으로부터 열을 얻게 된다.^[11][12] 2022년 연구에 따르면, 젊고 건강한 성인에게서 열 스트레스를 더 이상 보상할 수 없는 임계 습구 온도는 주변 온도 및 습도 조건에 따라 이론적 한계보다 5~10°C 낮았다.^[13][14]

미래의 지구 온난화 정도에 따라 세계 일부 지역은 치명적인 습구 온도로 인해 거주 불가능해질 수 있다.^[15] 2020년 연구에서는 35°C 습구 온도가 이미 발생한 사례가 보고되었지만, 사망을 유발하기에는 너무 짧고 작은 지역에서 발생했다.^[16] 2003년 유럽 열파 및 2010년 러시아 산불의 경우, 습구 온도는 28°C를 넘지 않았지만 심각한 사망률 및 이환율이 발생했다.^[16]

2018년 사우스캐롤라이나에서는 고등학생의 야외 활동과 관련하여 습구 흑구 온도에 따른 새로운 규정을 시행했다.^[17][18]

6. 1. 폭염 특보 시스템 강화

6. 2. 취약 계층 보호

6. 3. 도시 열섬 현상 완화

6. 4. 기후 변화 대응

7. 습구 온도 기록

2003년 7월 8일, 사우디아라비아 다흐란에서 열 지수가 81°C로 기록되었으며, 기온은 42°C, 이슬점은 35°C였다.^[19][20]

2015년 인도 폭염 동안 안드라프라데시의 습구 온도가 30°C에 도달했다. 유사한 습구 온도는 1995년 시카고 폭염 동안에도 기록되었다.^[21]

2015년 8월 폭염 동안 이라크 사마와에서는 기온 48.6°C와 이슬점 29.5°C가 기록되었고, 이란 반다르-에 마흐샤르에서는 기온 46°C와 이슬점 32°C가 기록되었다.^[22] 이는 각각 약 33.5°C와 34.7°C의 습구 온도를 의미했다.^[23] 정부는 주민들에게 햇볕을 피하고 충분한 수분을 섭취하도록 권고했다.

7. 1. 최고 기록 지역

^[24]

인류 생존 한계 습구 온도는 35°C로 여겨지며, 이 이상의 환경에서는 건강한 젊은이도 6시간 정도면 사망에 이를 수 있다고 한다. 2020년 현재 습구 온도 35°C에 도달한 지역은 극히 적지만, 페르시아만 연안에서는 2015년경부터 짧은 시간 동안이지만 이에 도달하는 상황이 종종 발생하고 있다.^[30]

8. 같이 보기

• 건구 온도
• 상대 습도
• 이슬점
• 열 스트레스
• 폭염
• 기후 변화

참조

_[1] 서적 HVAC Controls: Operation & Maintenance https://books.google[...] The Fairmont Press, Inc.
_[2] 서적 A Dictionary of Weather Oxford Reference
_[3] 웹사이트 Potentially fatal combinations of humidity and heat are emerging across the globe https://phys.org/new[...]
_[4] 웹사이트 Too Hot to Handle: How Climate Change May Make Some Places Too Hot to Live https://climate.nasa[...]
_[5] 웹사이트 Adiabatic saturation temperature - Glossary of Meteorology https://glossary.ame[...]
_[6] 서적 Fundamentals of Classical Thermodynamics https://books.google[...] Wiley
_[7] 웹사이트 accessed 20080408 http://www.probec.or[...]
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_[11] 논문 An adaptability limit to climate change due to heat stress 2010-05-25
_[12] 뉴스 How Hot Is It, Really? Temperature Indexes Disagree https://www.wsj.com/[...] 2023-08-11
_[13] 논문 Evaluating the 35°C wet-bulb temperature adaptability threshold for young, healthy subjects (PSU HEAT Project) 2022-02-01
_[14] 뉴스 Why you need to worry about the 'wet-bulb temperature' https://www.theguard[...] 2022-07-31
_[15] 논문 Future temperature in southwest Asia projected to exceed a threshold for human adaptability
_[16] 논문 The emergence of heat and humidity too severe for human tolerance
_[17] 웹사이트 New rules go into effect to protect SC high school athletes in extreme heat https://www.postandc[...] 2018-07-26
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_[19] 뉴스 Iran city hits suffocating heat index of 165 degrees, near world record https://www.washingt[...] 2015-07-31
_[20] 웹사이트 Heat and Humidity Near the Survivability Threshold: It's Already Happening https://www.wundergr[...] 2020-05-09
_[21] 뉴스 The Deadly Combination of Heat and Humidity https://www.nytimes.[...] 2015-06-06
_[22] 웹사이트 Feels-Like Temp Reaches 164 Degrees in Iran, 159 in Iraq; Days Off Ordered as Mideast Broils in Extreme Heat Wave https://weather.com/[...] 2015-08-05
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_[24] 웹사이트 Interactive Map: Daily Maximum Wet-Bulb Temperature (°C) https://news.climate[...]
_[25] 뉴스 Global heating pushes tropical regions towards limits of human livability https://www.theguard[...] 2021-03-08
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