산불재해방지 숲가꾸기에 따른 소나무림 내 3차원 바람장 특성 분석

김정윤1*, 임상준1,2

(1서울대학교 농림생물자원학부, 2서울대학교 농업생명과학연구원)

Analysis of the Effect of Fuel Reduction Treatment on Three-Dimensional Wind Characteristics in a Pine Forest

Jungyoon Kim1*, Sangjun Im1,2

(1Department of Agriculture, Forestry and Bioresources, Seoul National University,

2Research Institute of Agriculture and Life Sciences, Seoul National University)

요약: 이 연구에서는 대형산불 방지를 위한 소나무 숲가꾸기가 임내 바람장에 미치는 영향을 정량적으로 분석하였다. 고성군 소나무 숲 관리 시험지에 위치한 산불재해방지 숲가꾸기(강도 40-50%) 시행지(Site 1)와 미시행지(Site 2)를 대상으로 RM Young 81000 3차원 초음파 풍향풍속계를 이용하여 27일간 연속 관측을 수행하였다. 관측 결과, 평균 3차원 풍속은 Site 1에서 Site 2에 비해 약 19.4% 낮았으며, 상위 10% 강풍 조건에서도 약 10% 낮게 나타났다. 수직 난류 강도는 전체 관측 기간 동안 차이는 나타나지 않았으나 고풍속 조건에서는 Site 2의 수직 요동이 약 23% 더 크게 나타났다. 난류운동에너지는 Site 2에서 약 33% 더 크게 나타나 미시행지에서 임내 난류 에너지와 연직 혼합이 활발하게 형성되는 것으로 해석된다. 풍향 집중도는 Site 1에서 0.206으로 나타나 특정 방향으로의 정렬이 유지된 반면 Site 2에서는 0.0207로 풍향이 여러 방위로 분산된 바람장이 형성된 것으로 나타났다. 또한 풍향 변동성은 Site 1에서 1.78°, Site 2에서 2.78°로 미시행지에서 바람 방향의 요동 폭이 약 1.6배 크게 증가하여 임내 유동의 불규칙성과 풍향 전환이 빈번하게 발생함을 의미한다.

Abstract: This study quantitatively analyzed the effects of thinning treatment on the in-forest wind field in a pine forest. A continuous wind measurement for 27days using a three-dimensional ultrasonic anemometer(RM Young 81000) were conducted at a thinned site (Site 1; thinning intensity 40–50%) and an untreated site (Site 2) located in a pine forest management experimental area in Goseong-gun. The results showed that the mean three-dimensional wind speed at Site 1 was approximately 19.4% lower than that at Site 2, and recorded about 10% lower even under the top 10% high-wind conditions. The vertical turbulence intensity did not differ significantly over the entire period; however, under high-wind conditions, vertical velocity fluctuations were about 23% larger at Site 2. The turbulent kinetic energy was approximately 33% higher at Site 2, indicating that stronger turbulence and more active vertical mixing developed within the forest interior of the untreated stand. The directional concentration was 0.206 at Site 1, indicating partial alignment toward a preferred wind direction, whereas it was only 0.0207 at Site 2, reflecting a highly dispersed and unstable wind direction field. In addition, the directional variability was 1.78° at Site 1 and 2.78° at Site 2, indicating that the amplitude of wind direction fluctuations increased by approximately 1.6 times in the untreated stand, resulting in more irregular flow patterns and more frequent wind direction shifts within the forest stand.