'지하 기후 변화'가 건물 아래 땅을 변형시키고 있다는 연구 결과가 나왔습니다.

Jul 23, 2023

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과학자들이 '지하 기후 변화'라고 부르는 현상이 도시 지하의 땅을 변형시키고 있다는 사실이 시카고에서 실시된 한 연구에서 밝혀졌습니다.

연구에 따르면 도시 지역 아래의 토지 이동은 건물과 인프라에 문제를 야기하여 장기적인 성능과 내구성을 위협할 수 있다고 합니다.

기술적으로 "지하 열섬"으로 알려진 지하 기후 변화는 건물과 지하철 시스템과 같은 지하 교통 수단에서 방출되는 열로 인해 발 밑의 땅이 따뜻해지는 현상입니다.

일리노이 주 에번스턴에 있는 노스웨스턴 대학의 토목 및 환경 공학 조교수이자 수석 연구 저자인 알레산드로 로타 로리아(Alessandro Rotta Loria)는 “도시의 밀도가 높을수록 지하 기후 변화가 더 심해집니다.”라고 말했습니다.

토양, 암석 및 건축 자재는 온도 변화에 따라 변형됩니다. 예를 들어, 건물 아래의 땅은 가열되면 수축되어 원치 않는 침전을 일으킬 수 있다고 Rotta Loria는 말했습니다.

뉴욕시가 백만 개가 넘는 건물로 인해 침몰하고 있다고 연구 결과가 나왔습니다.

“지하 기후 변화로 인한 변형은 상대적으로 크기가 작지만 지속적으로 발전합니다.”라고 그는 말했습니다. "시간이 지남에 따라 건물 기초, 물 옹벽, 터널 등과 같은 토목 인프라의 운영 성능에 매우 중요해질 수 있습니다."

그러나 지하 기후 변화는 우리가 생각하는 대기의 기후 변화와는 다르다. 이는 주로 온실가스에 의해 발생하고 광범위한 영향을 미친다고 시카고 대학 지구물리학 교수인 데이비드 아처(David Archer)는 말했다.

이번 연구에 참여하지 않은 Archer는 “기후 변화라고 부르는 것은 약간 진부한 일처럼 보입니다.”라고 말했습니다.

그러나 “지하 기후 변화”라는 용어는 이 연구에서 만들어지지 않았습니다. 이 용어는 한동안 연구 주제로 사용되어 왔습니다.

지난 25년 동안 연구된 지하 기후 변화는 선로가 좌굴되기 쉽게 만들거나 과도한 열로 인해 승객이 질병을 겪게 함으로써 지하수 오염이나 지하철 문제 등의 문제를 일으킬 수 있습니다. 그러나 Rotta Loria에 따르면 토목 기반 시설에 미치는 영향은 이번 연구까지 조사되지 않았습니다.

이번 달 커뮤니케이션 엔지니어링(Communications Engineering) 저널에 발표된 이번 연구는 시카고 루프(Chicago Loop) 구역의 지상과 지하, 지하실, 터널, 주차장 등 다양한 장소에 150개의 온도 센서를 설치하여 수행되었습니다. 미시간 호수를 따라 있는 그랜트 파크(Grant Park)에도 센서를 설치하여 건설이나 운송으로 인해 발생하는 과도한 열이 없는 미건축 지역의 온도를 비교했습니다.

3년에 걸쳐 데이터를 수집한 결과, 루프 아래의 땅은 공원 아래의 땅보다 최대 화씨 18도(섭씨 10도) 더 따뜻하다는 사실이 밝혀졌습니다.

Rotta Loria는 “우리는 기온이 매우 높은 지하실과 같은 지하 구조물을 발견했습니다.”라고 말했습니다. "그리고 그 결과 시간이 지남에 따라 열의 적어도 일부가 땅을 향해 확산되고 이것이 현상의 기원입니다."

그런 다음 연구원들은 이 데이터를 사용하여 시카고 루프의 컴퓨터 모델을 구축하고 1950년대부터 2050년까지 지상 온도 상승이 미치는 영향을 시뮬레이션했습니다. 그들은 토양 구성에 따라 땅이 온난화에 고르지 않게 반응한다는 것을 발견했습니다. 인간이 감지할 수는 없지만 건물에 문제를 일으킬 수 있는 양만큼 확장 및 축소할 수 있습니다.

Rotta Loria는 “지하 기후 변화가 사람들의 안전을 위협하지 않으며 구조물과 건물을 붕괴시킬 위험도 없다는 점을 강조하는 것이 중요합니다.”라고 말했습니다. "지반이 과도하게 변형되면 뒤틀림, 기울어짐, 균열이 발생할 수 있기 때문에 구조물의 기능성과 내구성에 잠재적인 문제를 제기합니다."