기간별 평균 기온은 8월 상순이 31.03°C로 가장 높았고, 7월 하순 30.61°C, 8월 중순 29.01°C, 7월 중순 27.84°C, 8월 하순 25.55°C, 7월 초순 23.66°C 순이다. 이러한 경향은 도심지와 비도심지 모두 동일하다. 8월 상순 도심지 평균 기온은 31.51°C, 비도심지 평균 기온 30.71°C였으며, 7월 하순은 도심지 평균 기온 31.17°C, 비도심지 평균 기온 30.22°C로 조사되었다. 도심지와 비도심지의 기온차이는 평균 0.76°C인데 7월 중순 1.05°C (도심지 28.46°C, 비도심지 27.41°C)로 그 차이가 가장 컸으며, 8월 중순은 0.49°C (도심지 29.29°C, 비도심지 28.8°C)로 차이가 가장 작았다 (Table 3).

평균 상대습도는 72.32%이며, 8월 하순이 79.97%로 가장 높았고, 7월 상순 76.17%, 7월 중순 75.94%, 8월 상순 71.18%, 7월 하순 67.68%, 8월 중순 62.96% 순으로 조사되었다. 이러한 순서는 도심지에서는 동일하며, 비도심지의 경우 7월 중순이 두 번째로, 7월 상순이 세 번째로 높고 나머지는 동일하다. 기온이 가장 높았던 8월 상순과 중순 그리고 7월 하순은 조사지역 전체, 도심지, 비도심지 모두 평균 상대습도 보다 낮았다 (Table 3).

불쾌수지는 8월 상순 28.81로 가장 높았다. 7월 하순 27.52, 8월 중순 25.94, 7월 중순 25.83, 8월 하순 24.1, 7월 상순 22.37 순이다. 대부분의 사람들이 불쾌감을 느끼는 27 이상은 8월 상순과 7월 하순에 나타났으며, 8월 중순과 7월 중순 그리고 8월 하순은 50% 이상의 사람들이 불쾌감을 느끼는 24이상이다. 7월 상순은 50% 이하의 사람들이 불쾌감을 느끼는 수준 (21~24)이다. 이러한 경향은 도심에서 7월 중순이 8월 중순보다 불쾌지수가 높았다는 것 외에는 도심과 부도심 모두 동일한 것으로 조사되었다 (Table 3).

7월과 8월을 6개의 구간으로 나누어 평균 기온과 상대습도 그리고 불쾌지수를 비교한 결과, 불쾌지수가 가장 높았던 8월 상순과 7월 하순에 평균 기온 또한 가장 높았던 것이 확인된다. 높은 기온으로 인해 상대습도는 평균 보다 낮아 여름철 높은 기온이 불쾌지수를 높이는 데 더 큰 영향을 주었던 것으로 보인다. 전체적으로 8월 상순이 가장 덥고 불쾌지수가 높았으며, 7월 하순도 이에 못지않았다. 다음으로 8월 중순과 7월 중순, 8월 하순 그리고 7월 초순으로 순인데 결과적으로 보면 여름 기온과 불쾌지수는 특정 방향으로 치우지지 않고 7월말에서 8월초 극상을 보인 다음 하강하는 일반적인 양상을 보인다고 하겠다. 또한 도심지는 비도심지에 비해 평균 기온과 불쾌지수는 높았고, 상대습도는 낮았다. 비도심지의 상대습도는 도심지에 비해 높았음에도 불쾌지수가 도심지에 비해 낮은 것으로 보아 도심지와 비도심지와의 비교에서 불쾌지수는 상대습도 보다는 기온에 의해 그 정도가 결정되는 것으로 보겠다.

구체적인 시간대별 차이를 살펴보기 위하여 하루 24시간을 3시간 간격으로 총 8개의 그룹 (A 00:00~02:00, B 03:00~05:00, C 06:00~08:00, D 09:00~11:00, E 12:00~14:00, F 15:00~17:00, G 18:00~20:00, H 21:00~23:00)으로 구분하여 분석하였다.

평균 기온이 가장 높은 시간대는 15시에서 17시로 31.4°C였으며, 12시에서 14시가 31.06°C, 18시~20시 29.47°C 순이며, 새벽 3시~5시 사이 25.34°C로 가장 낮았다. 하루 중 기온이 가장 낮은 시간대의 평균 기온이 25°C 이상으로 여름철 열대야가 극심했음이 확인된다. 도심의 경우 15시~17시 (31.83°C), 12시~14시 (31.43°C), 18시~20시 (30°C)의 기온이 30°C가 넘었다. 기온이 가장 낮은 시간대는 새벽 3시~5시 사이로 25.83°C이다. 비도심지의 경우 15시~17시 (31.1°C), 12시~14시 (30.81°C)에 30°C가 넘었고, 도심지와 동일하게 새벽 3시~5시 사이 25.01°C로 기온이 가장 낮았다. 도심지와 비도심지의 기온 차는 21시~23시 1.13°C로 가장 컸으며, 0시~02시가 0.99°C로 다음이다. 이를 통해 늦은 밤과 이른 새벽 시간이 도시화의 영향이 최대가 되는 것으로 보겠다. 반면 하루 중 기온이 가장 높았던 15시~17시, 12시~14시는 각각 0.73°C, 0.62°C 차이로 상대적으로 도심지와 비도심지 사이의 기온 차는 작았다. 도심과 비도심의 기온 차가 가장 작았던 시간대는 기온이 상승하기 시작하기 전인 아침 6시~8시 0.43°C, 9시~11시 0.42°C로 이른 아침부터 오전 시간이다. 이러한 도심지와 비도심지 간 기온 차이는 밤이 되어도 도심지의 기온이 쉽게 떨어지지 않는 다는 것을 분명히 보여주는 것으로 열섬현상 (heat-island effect)이 뚜렷하게 발생하고 있음을 알 수 있다. 비도심지는 해가 기울어지는 18시 이후부터 기온이 도심지에 비해 상대적으로 빨리 떨어지지만 도심지의 기온은 보다 많이 방출되는 다양한 인공열로 인해 그렇지 않은 것이다. 이는 15시에 지역 간 (도심과 부도심) 기온차가 가장 크게 벌어진 미국 신시내티의 연구 결과와 상반된다 (Clarke et al., 1971). 이는 여름철 강수량 차이로 우리나라의 경우 많은 여름 강수와 그에 따른 높은 습도가 장기간 유지되어 도시 내 지역 간 차이를 상쇄한 것으로 보인다 (Fig. 4 및 Table 4).

Fig. 4. 
The Change of (a) Temperature (°C), (b) Relative Humidity (%), and (c) Discomfort Index by the Time (A 00:00~02:00, B 03:00~05:00, C 06:00~08:00, D 09:00~11:00, E 12:00~14:00, F 15:00~17:00, G 18:00~20:00, H 21:00~23:00).

시간대별 평균 상대습도 (평균 71.92%)는 03시~05시에 83.04%로 가장 높았고, 06시~08시 81.84%, 00시~02시 79.68% 순이었다. 15시~17시는 59.68%로 가장 낮았고, 12시~14시 또한 60.44%로 상대습도가 낮았다. 비도심지의 평균 상대습도는 74.37%로 도심지 평균 68.43%보다 높았으며, 두 지역 모두 새벽 3시~5시 사이 가장 높았다 (도심지 79.58%, 비도심지 85.42%). 21시부터 다음날 아침 8시까지 상대습도가 평균보다 높게 관측되었으며, 하루 중 기온이 가장 높은 15시~17시 (도심지 56.39%, 비도심지 61.99%)에 상대습도는 가장 낮았다. 도심지와 비도심지 간 상대습도 차이는 21시~23시 7.65% 차이로 가장 컸고, 00시~02시에도 6.7%로 그 차이가 컸다. 21시부터 02시 사이는 평균 기온 차이도 가장 크게 벌어졌던 시간대이다. 도심의 뜨거운 열기가 식지 못해 상대습도를 높이지 못한 결과로 보겠다. 반면 새벽 사이 떨어진 기온으로 인해 오전 06시~08시 5.18%, 오전 9시부터 11시 4.92%로 두 지역의 상대습도 차이는 가장 작았다. 지역별 편차는 비도심지역 (14.10)이 도심지역 (12.89)에 비해 큰데 이는 보다 다양한 도시 환경을 반영한 것이다 (Fig. 4 및 Table 4).

불쾌지수 (평균 25.83)는 15시~17시가 27.38로 가장 높았고, 12시~14시도 27.23으로 대부분의 사람들이 불쾌감을 느끼는 27이상이다. 다음으로 18시~20시가 26.54로 높았고, 03시~05시는 24.28로 가장 낮았다. 가장 낮은 불쾌지수도 50% 이상의 사람들이 불쾌감을 느끼는 (24이상) 정도에 속한다. 도심지 평균 불쾌지수는 25.96, 비도심지 25.74로 사실상 두 지역의 차이는 크지 않다. 지역 간 편차 (도심 2.42, 비도심 2.54)도 마찬가지다. 불쾌지수의 지역 간 차이 (도심-비도심)가 가장 큰 시간대는 21시~23시 (0.45), 00시~02시 (0.45)로 앞서 봤던 기온과 상대습도의 지역 간 차이가 가장 컸던 시점과 정확히 일치한다. 해당 시점 (불쾌지수의 지역 간 차이가 가장 큰)에 도심은 비도심에 비해 기온은 상대적으로 가장 높았고, 습도는 상대적으로 가장 낮았다. 따라서 서울의 불쾌지수를 높이는 기후요소가 상대습도 보다는 기온인 것을 다시 확인하게 된다 (Fig. 4 및 Table 4).

흥미롭게도 대부분의 시간대에서 도심지가 비도심지에 비해 불쾌지수가 높았지만, 오전 9시~11시는 유일하게 비도심지의 불쾌지수 (26.22)가 도심지 (26.19)에 비해 높아 주목된다 (Fig. 4 및 Table 4). 해당 시간대 평균 기온은 도심지 29.03°C, 비도심지 28.61°C로 도심지가 비도심지에 비해 0.42°C 높다. 평균 상대습도는 도심지 (66.07%)에 비해 비도심지 (70.99%)가 4.92% 높다. 도심지의 기온이 높고, 비도심지의 습도가 높은 것은 다른 시간대와 동일하다. 하지만 해당 시간대는 도심지와 비도심지간 평균 기온과 평균 상대습도 차이가 모두 최소라는 점이 특징적이다. 이는 도심지의 기온이 불쾌지수를 높일 만큼 빠르게 상승하지 않았다는 것을 의미하며, 상대습도도 낮아지지 않아 비도심지의 불쾌지수가 상대적으로 높아졌음을 뜻한다. 이런 점에서 기온 못지않게 상대습도 또한 지역의 불쾌지수를 결정하는데 중요한 역할을 한다고 보는 것이 타당하겠다.

같은 기간 도심지 7곳의 평균 기온은 28.64°C, 상대습도 68.40%, 불쾌지수 25.96 (50% 이상의 사람들이 불쾌감을 느끼는 정도)이다. 비도심지 10곳의 평균 기온은 27.87°C, 상대습도 74.38%, 불쾌지수 25.73 (50% 이상의 사람들이 불쾌감을 느끼는 정도)이다. 기온은 도심이 비도심에 비해 약 0.77°C 높았으며, 상대습도는 비도심지가 도심지에 비해 5.98% 높았다. 두 지역의 불쾌지수 차이는 크지 않았으며, 모두 절반 이상의 사람들이 불쾌감을 느끼는 수준이다. 도심지는 기온이 높은 반면 상대습도가 낮고, 비도심지는 기온은 낮고 상대습도는 높아 두 지역의 평균 불쾌지수 차이는 크지 않는 것으로 보겠다 (Table 5).

도심지에서 기온이 38°C가 넘었던 것은 총 41번으로 도심지 관측 자료 9,500건의 0.43%에 해당한다. 2018년 8월 1일 17시 광진은 40.5°C로 가장 기온이 높았으며, 같은 날 15시 강북 40.2°C, 16시 광진 40°C로 40°C 이상은 총 3번 관측되었다. 38°C 이상의 기온이 관측된 41번 중 32번은 모두 8월 1일이었다. 시간대는 15시-17시 26회, 12시-14시 12회, 18시-20시 3회로 조사되었다. 흥미로운 점은 기온이 높았던 41번의 시점 중 불쾌지수가 31이상으로 매우 높았던 것은 단7회에 불과하다. 이는 불쾌지수를 높이는 상대습도가 낮았기 때문으로 보이는데, 실제 38°C가 넘는 날들의 평균 상대습도는 37.51%로 전체 평균 상대습도 68.4%에 절반 정도에 지나지 않는다. 때문에 불쾌지수는 상대적으로 낮은 것으로 보인다. 불쾌지수가 31이상으로 매우 높았던 시점은 총 20회였으며, 그중 기온이38°C를 넘은 것은 7차례에 불과하다. 실제로 불쾌지수 31이상인 날들의 평균 기온은 37.14°C로 38°C에 비해 낮았으나, 상대습도가 53.54%로 38°C 이상인 시점들에 비해 16% 높게 관측되었다 (Table 6).

비도심지에서 기온이 38°C가 넘었던 것은 총 30번으로 비도심지 관측 자료 13,629건의 0.22%에 해당한다. 2018년 8월 1일 14시 도봉은 39.1°C로 가장 기온이 높았으며, 같은 날 15시 도봉 39°C, 15시 노원 39°C로 39°C 이상은 총 3번 관측되었다. 38°C 이상의 기온이 관측된 30번의 시점 중 21번은 8월 1일이었고, 시간대는 모두 12시에서 17시 사이였다 (12시-14시 12회, 15시-17시 18회). 도심지와 마찬가지로 비도심지에서도 기온이 38°C 이상으로 높았던 30번의 시점 중 불쾌지수가 31이상으로 매우 높았던 것은 총 8회에 불과하다. 도심과 마찬가지로 기온이 38°C 이상으로 높았던 날들의 평균 상대습도는 41.19%로 전체 평균 상대습도 74.38%에 비해 매우 낮다. 반면 불쾌지수 31이상인 날들의 평균 기온은 37.08°C였으며, 상대습도는 53.35%로 38°C 이상의 날보다 높았다 (Table 7). 매우 주목되는 점은 불쾌지수 31이상의 날이 도심은 20회, 비도심지는 35회로 기온이 상대적으로 낮은 비도심지의 불쾌지수가 더 높았다는 점이다. 이는 도심지의 높은 기온보다 비도심지의 상대습도가 불쾌지수를 높이는데 중요하게 작용했음을 보여주는 것이라 하겠다.

세부 지역별로는 강남의 평균 기온이 29.17°C로 가장 높았으며 유일하게 29°C가 넘는다. 반면 북악산은 25.76°C로 가장 낮았다. 강남을 포함하여 평균 기온이 28.5°C 이상으로 상대적으로 높은 지역은 중랑 (28.99°C), 한강 (28.69°C, 비도심), 성동 (28.68°C, 비도심), 동대문 (28.63°C), 강북 (28.63°C), 동작 (28.6°C, 비도심)이다. 도심지와 비도심지가 각 3곳으로 사실상 서울의 여름철 높은 기온은 지역 차이가 크지 않음을 보여준다. 28°C 미만으로 상대적으로 기온이 낮은 지역은 도봉 (27.82°C), 성북 (27.8°C), 노원 (27.43°C), 남현 (27.39°C), 북악산 (25.76°C)으로 서울 외곽지역이자 비도심지역 (도봉은 도심으로 분류)이다 (Fig. 5).

Fig. 5. 
Average Temperature and Relative Humidity and Discomfort Index Distribution by AWS point (July 1 - August 31, 2018).

지역별 상대습도는 북악산이 평균 83.7%로 가장 높고 동대문이 63.74%로 가장 낮다. 북악산을 포함하여 상대습도가 75% 이상으로 높은 곳은 남현 (비도심), 도봉, 노원 (비도심), 현충원 (비도심) 순으로 대부분 비도심 지역이다. 이들 지역은 상대적으로 녹지대가 많고, 북악산, 관악산, 수락산 등 산지가 있어 식물의 증산작용 및 낮은 증발산 등으로 인해 상대습도가 높다. 이와 반대로 상대습도 70%이하인 마포 (비도심, 68.97%), 동작 (비도심, 67.81%), 중랑 (67.49%), 강동 (66.55%), 강남 (65.31%), 동대문 (63.74%)은 대부분 녹지대가 적은 도심지역으로 분류된다 (Fig. 5).

불쾌지수 (평균 25.83)는 중랑 (도심지)과 성동 (비도심지)이 26.18로 가장 높았다. 평균보다 높은 26이상 지역은 중랑과 성동을 포함하여 강남 (26.17), 한강 (26.16, 비도심), 현충원 (26.1 비도심), 강북 (26.07), 구로 (26.05) 총 7곳이다. 이들 중 도심지가 4곳, 비도심지가 3곳으로 사실상 높은 불쾌지수도 기온과 마찬가지로 도심지와 비도심지의 차이가 없다고 보겠다. 불쾌지수가 가장 낮은 지역은 북악산으로 평균 24.6이었으며, 노원 (25.49)과 남현 (25.56)도 다른 지역에 비해 상대적으로 불쾌지수가 낮다 (Fig. 5).

특히 주목되는 곳은 현충원과 동대문이다. 현충원의 기온은 관측지점 17곳 중에서 11번째였으나, 상대습도가 5번째로 높아 불쾌지수가 높아진 것으로 보인다. 또한 동대문은 불쾌지수가 25.6으로 북악산, 노원, 남현 다음으로 낮았으며, 도심지 중에서도 가장 낮다. 평균 기온은 상대적으로 높지만 (6번째) 상대습도가 가장 낮아 (17번째) 불쾌지수를 떨어트린 것이다. 결국 현충원과 동대문은 반대의 원인으로 불쾌지수가 결정되었다.