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RESEARCH IN DEPTH

서울시 공원의 냉각 서비스 The cooling service of parks, in Seoul

서울 도시공원 225곳의 공기온도 냉각효과를 반사실 기온장 분석을 통해 정량화했습니다.
도시 녹지의 냉각 메커니즘부터 연구 공백, 분석 방법, 주요 결과와 도시계획적 함의까지 살펴봅니다.

We quantified the air-temperature cooling effects of 225 urban parks in Seoul using counterfactual temperature-field analysis.
This page presents the cooling mechanisms of urban green space, the research gap, our analytical approach, key findings, and implications for urban planning.

01 · WHY

도시 녹지는 왜 도시를 식히는가 Why green space cools a city

도시 표면에 흡수된 에너지는 현열, 잠열, 저장열 등의 형태로 분배되고, 열과 냉기는 이류를 통해 주변 공간으로 이동합니다.
도시 녹지는 이러한 에너지 교환 과정을 변화시킵니다.
수관은 일사를 차단하고, 식생은 증발산을 통해 잠열 교환을 증가시키며, 녹지는 불투수면과 다른 열 저장 특성을 보입니다.
또한 공원에서 냉각된 공기는 주변 시가지로 이동할 수 있습니다.

Energy absorbed by urban surfaces is partitioned into sensible, latent, and storage heat fluxes, while advection redistributes heat and cool air through the surrounding environment.
Urban green space modifies these processes by intercepting solar radiation, enhancing evapotranspiration, altering heat storage, and allowing park-cooled air to extend into surrounding urban areas.

도시 녹지 유형 횡단면Urban greenery types, in section

건물에서 가로를 지나 공원과 수면까지 이어지는 도시 횡단면.
왼쪽 위의 식은 지표면에 들어온 태양 복사가 나뉘는 네 갈래이고, 아래 네 개의 카드가 각각 그중 한 항입니다.
카드를 고르면 그 항과 관련된 유형만 남고, 식에서도 해당 기호가 함께 밝아집니다. A section running from buildings across a street to a park and its water.
The equation at top left is the four routes by which solar radiation leaves an urban surface; each of the four cards is one of its terms.

02 · THE GAP

그런데 우리는, 공기가 얼마나 시원해지는지는 잘 모른다 And yet — we barely know how much cooler the air gets

도시공원의 냉각효과는 주로 위성 기반 지표면온도(LST)를 이용해 분석되어 왔습니다.
그러나 지표면온도와 도시 생활자가 노출되는 공기온도는 서로 다른 열환경 정보를 나타냅니다.
공기온도 기반 연구는 현장 관측의 제약으로 인해 LST 연구에 비해 분석 대상 공원의 수와 공간적 범위가 제한적인 경우가 많았습니다.

Urban park cooling has been studied predominantly using satellite-derived land surface temperature (LST).
However, LST and near-surface air temperature represent different dimensions of the urban thermal environment.
Because air temperature requires in-situ observations, air-temperature-based studies have generally covered fewer parks and smaller spatial domains than LST-based studies.

많다ABUNDANT LST 연구LST studies 위성 관측을 통해 넓은 도시 영역의 지표면온도를 일관된 공간해상도로 분석할 수 있습니다.
그러나 LST는 지표면의 복사온도이며, 지상 관측 공기온도와는 다른 물리량입니다. Satellite observations provide spatially consistent estimates of land surface temperature over large urban areas.
However, LST represents radiometric surface temperature and is physically distinct from near-surface air temperature.

↔

드물다SCARCE 공기온도 연구Air-temperature studies 공기온도는 도시 생활자가 노출되는 열환경을 설명하는 핵심 변수 중 하나입니다.
그러나 지상 센서에 의한 관측이 필요하기 때문에 다수의 공원을 도시 규모에서 동시에 분석하기 어렵습니다. Air temperature is a key variable describing the thermal conditions experienced in urban environments.
However, its reliance on ground-based observations makes simultaneous city-scale analysis across many parks challenging.
기존 연구PRIOR WORK 소수 공원A few parks 기존 공기온도 연구의 상당수는 제한된 수의 공원을 대상으로 현장 센서나 이동 관측을 수행했습니다.
이러한 접근은 개별 공원의 상세한 열환경을 파악하는 데 유용하지만, 도시 전체의 공원으로 결과를 확장하기에는 한계가 있습니다. Many previous air-temperature studies have relied on field sensors or mobile measurements across a limited number of parks.
These approaches provide detailed local observations but make city-wide generalization difficult.

↔

이 연구THIS STUDY 도시 전체 — 공원 225곳A whole city — 225 parks 서울 전역의 상시 도시 관측망을 활용하여 225개 공원의 냉각효과를 동일한 분석 체계로 비교합니다. Using Seoul’s permanent city-wide sensing network, we evaluate the cooling effects of 225 parks within a consistent analytical framework.

03 · OUR APPROACH

두 개의 서울을 비교하다 Comparing two Seouls

공원의 냉각효과를 정량화하려면 “공원이 존재하지 않았다면 기온이 어떻게 달라졌을까?”라는 반사실적 조건이 필요합니다.
본 연구에서는 도시 전역의 관측자료로 학습한 기계학습 모델을 이용해 공원이 존재하는 현재 조건의 기온장과, 각 공원을 주변 시가지의 도시형태와 토지피복으로 치환한 반사실 기온장을 각각 추정했습니다.
두 기온장의 차이를 통해 공원의 냉각효과를 정량화했습니다.

Quantifying park cooling requires a counterfactual question: how would air temperature change if the park did not exist?
Using a machine-learning model trained on city-wide observations, we estimated both the current temperature field with parks and a counterfactual field in which each park was replaced by the urban form and land cover of its surrounding built-up area.
The difference between these two fields quantifies the cooling attributable to the park.

REAL SEOUL

공원이 존재하는 현재 서울Current conditions with parks

S-DoT과 AWS 관측자료로 학습한 공기온도 예측모델이 공원이 존재하는 현재 조건의 서울 기온장을 추정합니다. An air-temperature prediction model trained on S-DoT and AWS observations estimates Seoul’s temperature field under current conditions with the existing parks.

S-DoT
AWS
공원 225곳225 merged parks

↕ Δ = 공원의 냉각효과the parks' cooling effect

COUNTERFACTUAL SEOUL

공원이 없었다면의 서울The city without its parks

각 공원 공간을 인접 시가지의 도시형태와 토지피복으로 치환하고, 동일한 모델을 이용해 반사실 기온장을 추정합니다.
다른 조건을 동일하게 유지함으로써 공원의 존재 여부에 따른 기온 차이를 분리합니다.
두 기온장의 차이 ΔT로 냉각강도를 계산하고,
ΔT가 거리에 따라 감소하는 패턴으로 냉각거리를 산정합니다. Each park is replaced with the urban form and land-cover characteristics of its surrounding built-up area, and the same model is used to estimate the counterfactual temperature field.
Holding the remaining conditions constant isolates the temperature difference associated with the presence of the park.
The difference ΔT between the two temperature fields defines cooling intensity, while its spatial decay from the park boundary is used to determine cooling distance.

공기온도 예측모델ML temperature-field model
counterfactual
여름 92일 × 03·15시92 days × 03h·15h

04 · WHAT WE FOUND

서울의 공원 225곳이 대답한 것 What 225 parks answered

We analyzed the cooling effects of 225 merged parks in Seoul at 03h and 15h over the 92 days of summer 2025. Results are presented for both the hottest summer day and the mean spatial decay pattern across the full summer period.

FINDING 01

공원은 얼마나 시원한가?How cool is a park?

공원 내부의 실제 기온과 공원이 존재하지 않는 반사실 기온의 차이를 이용해 공원 내부 냉각강도를 산정했습니다.
크기는 낮과 밤이 비슷하지만 성격이 다릅니다.
폭염일에는 낮과 밤 모두 공원 내부 냉각이 나타났지만, 냉각이 발생한 공원의 비율과 냉각효과의 공간적 확산에는 뚜렷한 차이가 나타났습니다.

In-park cooling intensity was quantified as the difference between the estimated air temperature under current conditions and the counterfactual temperature without the park.
On the hottest day, in-park cooling was evident during both day and night, but the proportion of parks showing cooling and the spatial extent of that cooling differed substantially.

DAY · 낮 15시15h −0.61°C 여름 최고기온일 15시, 양의 냉각효과가 나타난 170개 공원의 내부 냉각강도 중앙값입니다.
전체 225개 공원 중 55곳(24%)에서는 설정한 기준 이상의 냉각효과가 나타나지 않았습니다. Median in-park cooling intensity among the 170 parks showing a positive cooling effect at 15h on the hottest summer day.
Of the 225 parks, 55 (24%) did not exceed the defined cooling criterion.
NIGHT · 밤 03시03h −0.56°C 같은 날 03시에는 225개 공원 중 213곳에서 냉각효과가 나타났습니다.
공원별 냉각거리의 중앙값은 112 m로, 낮의 74 m보다 길었습니다. At 03h on the same day, cooling was detected in 213 of the 225 parks.
The median park-level cooling distance was 112 m, compared with 74 m during the day.

FINDING 02

얼마나 멀리 가는가?How far does it reach?

공원의 냉각효과는 경계를 벗어나면서 빠르게 감소했으며, 도시 평균 감쇠 곡선은 지수함수로 잘 설명되었습니다.
평균적으로 냉각효과는 공원 경계 인근에 집중되었지만, 그 범위는 공원과 시간대에 따라 크게 달랐습니다.

Park cooling decreased rapidly beyond the park boundary and was well described by an exponential decay function at the city scale.
Although the mean effect was concentrated near park boundaries, its spatial extent varied substantially among parks and between day and night.

유형이 거리를 결정합니다. 산림형 공원의 냉각은 경계에서 0.32 °C로 시작해 104 m까지 임계값 위에 머무는 반면, 초지형은 0.09 °C에서 시작해 31 m에서 끝납니다.
시작 크기가 3.5배 차이 나고, 거리는 3.4배 차이 납니다. Type sets the reach. Forest parks start at 0.32 °C and stay above the threshold to 104 m; grass parks start at 0.09 °C and are done by 31 m — a 3.5× gap in intensity and a 3.4× gap in distance. 점 = 유형별 링 평균 실측값(20 m 간격), 선 = 지수 적합 A·e^(−d/λ)+c. λ는 산림형 48.9 m · 혼합·시설형 39.1 m · 초지형 36.4 m (R² 0.97–1.00).
세로 눈금은 각 곡선이 임계값을 지나는 거리입니다. Dots = measured ring means per type (20 m steps); lines = exponential fits A·e^(−d/λ)+c. λ = 48.9 / 39.1 / 36.4 m (R² 0.97–1.00).
Vertical ticks mark where each curve crosses the threshold.

면적은 거리를 늘리지만, 강도는 20 ha에서 멈춥니다. 경계 냉각은 5–20 ha(0.27 °C)에서 100 ha 이상(0.31 °C)까지 거의 늘지 않는데, 냉각거리는 73 m에서 120 m로 계속 늘어납니다.
큰 공원의 이점은 ‘더 차갑다’가 아니라 ‘더 멀리 간다’입니다. Area buys distance, not depth. Boundary cooling barely grows from 5–20 ha (0.27 °C) to ≥100 ha (0.31 °C), yet the reach keeps extending from 73 m to 120 m.
What a large park buys is not colder air but air that travels farther. 1–5 ha 공원만 뚜렷이 약합니다(경계 0.11 °C · 46 m). ≥100 ha 구간은 표본 20곳이고 대부분 산림형이라, 면적 효과와 유형 효과가 섞여 있습니다. Only the 1–5 ha class is clearly weaker (0.11 °C, 46 m).
The ≥100 ha class holds 20 parks, nearly all forest — so area and type effects are entangled there.

FINDING 03

어떤 공원이 더 잘 식히는가?Which parks cool best?

폭염일 15시, 산림형 공원은 초지형 공원보다 약 4배 큰 내부 냉각강도와 약 2배 긴 냉각거리를 보였습니다.
또한 유의한 냉각효과가 나타나지 않은 공원의 상당수는 수관이 적은 유형에 속했습니다.
이는 공원 면적뿐 아니라 식생 구조와 수관 구성이 냉각효과와 밀접하게 관련되어 있음을 보여줍니다.

At 15h on the hottest day, forest-dominated parks exhibited approximately four times greater in-park cooling intensity and about twice the cooling distance of grass-dominated parks.
Parks with little tree canopy were also disproportionately represented among those without a detectable cooling effect.
These results indicate that vegetation structure and canopy composition, in addition to park area, are closely associated with cooling performance.

산림형ForestFOREST · n=83 −0.85 °C냉각거리 101 mreach 101 m
혼합·시설형Mixed–FacilityMIXED–FAC · n=42 −0.49 °C냉각거리 68 mreach 68 m
초지형GrassGRASS · n=45 −0.21 °C냉각거리 53 mreach 53 m

막대 = 공원 내부 냉각강도(C_in) 중앙값, 여름 최고기온일 15시, 유형별 유효공원 83·42·45곳.
냉각거리는 임계 0.05 °C 기준 중앙값.
유형 간 차이는 통계적으로 유의합니다 (Kruskal–Wallis p < 10⁻⁶).
밤(03시)에는 격차가 더 벌어져 산림형의 냉각거리가 170 m에 이릅니다. Bars = median in-park cooling intensity (C_in) at 15h on the hottest day, for 83·42·45 effective parks per type.
Reach = median cooling distance at the 0.05 °C threshold.
Type differences are significant (Kruskal–Wallis p < 10⁻⁶); by night (03h) the gap widens further, with forest parks reaching 170 m.

SEOUL MAP

서울 공원 냉각 지도Seoul park-cooling map

공원 225곳의 실제 경계와 냉각 결과를 함께 그렸습니다. 진한 색이 공원, 그 바깥의 옅은 영역이 냉각이 닿는 범위입니다.
범위는 중심에서 그린 원이 아니라 실제 경계에서 냉각거리만큼 확장한 형태이므로, 길쭉한 공원은 길쭉하게 퍼집니다.
공원을 누르면 상세 결과가 나옵니다.

The real boundary of all 225 parks, drawn together with their cooling results. Solid fill is the park; the translucent area around it is how far the cooling reaches — offset from the actual boundary by the measured cooling distance, not a circle from the centroid, so an elongated park spreads in an elongated way.
Click a park for its full result.

냉각강도Cooling intensity

00.51.01.5 °C

냉각이 닿는 범위Cooling extent

공원 경계에서 냉각거리만큼 확장한 영역 the boundary offset by the cooling distance

그날 냉각효과 없음no cooling that day

색은 공원 내부 냉각강도(반사실 대비 ΔT), 옅은 영역은 냉각거리(ΔT ≥ 0.05 °C가 유지되는 범위)입니다.
두 지표 모두 폭염일(2025-07-08)과 여름 92일 평균, 낮 15시와 밤 03시를 각각 전환해 볼 수 있습니다. Colour is the in-park cooling intensity (ΔT against the counterfactual); the translucent area is the cooling distance (where ΔT ≥ 0.05 °C still holds).
Both switch between the hottest day (8 Jul 2025) and the 92-day summer mean, at 15h and 03h.

CASE STUDY

서울숲은 공기온도를 얼마나 낮추고 어디까지 보낼까?Seoul Forest, one park in depth

SEOUL FOREST · 서울숲

서울숲의 냉각효과는
야간에 더 강하게 확장된다Cooling at Seoul Forest extends farther at night

성동구 한강변에 위치한 서울숲(91.8 ha)은 산림과 초지, 시설 및 포장면이 혼재하는 대형 공원입니다. 여름 최고기온일 15시에는 공원 내부에서 0.38 °C의 냉각효과가 나타났으며, 냉각효과는 경계 밖 약 25 m까지 이어졌습니다. 같은 날 03시에는 내부 냉각효과가 0.65 °C로 증가하고 냉각거리는 99 m까지 확대되었습니다.

Seoul Forest (91.8 ha), located along the Han River in Seongdong-gu, is a large park composed of woodland, grassland, facilities, and paved surfaces. At 15h on the hottest summer day, the park showed an in-park cooling effect of 0.38 °C, extending approximately 25 m beyond the boundary. At 03h on the same day, in-park cooling increased to 0.65 °C and the cooling distance extended to 99 m.

여름 92일 전체로 보아도 패턴은 같습니다 — 밤의 냉각(내부 중앙 −0.67 °C)이 낮(−0.37 °C)보다 일관되게 깊고 멀리 갑니다. 여름 전체 기간에서도 야간의 냉각효과가 주간보다 강하고 넓게 나타나는 패턴이 반복되었습니다. 이러한 주야간 차이는 포장면의 주간 열 저장과 식생을 포함한 공원 표면의 야간 냉각 과정이 복합적으로 작용한 결과일 가능성이 있습니다.

The full 92 summer days show the same pattern — night cooling (median −0.67 °C inside) runs consistently deeper and farther than day (−0.37 °C).The same day–night contrast persisted over the full summer period, with stronger and more spatially extensive cooling at night. This pattern may reflect the combined effects of daytime heat storage in paved surfaces and enhanced nocturnal cooling over vegetated park surfaces.

−0.65°C 공원 내부 냉각 · 폭염일 03시 (낮 15시 −0.38 °C)in-park cooling · 03h, hottest day (15h: −0.38 °C)

99m 냉각거리 · 폭염일 03시 (낮 15시 25 m)cooling distance · 03h, hottest day (15h: 25 m)

91.8ha 공원 면적 · 분석 병합 폴리곤 기준park area · merged analysis polygon

05 · WHY IT MATTERS

공원 냉각을 도시계획의 단위로 Park cooling as a unit of city planning

공원별 냉각강도와 냉각거리의 정량화는 도시 녹지를 열환경 개선을 위한 공간 인프라로 계획하고 평가할 수 있는 근거를 제공합니다.

Quantifying cooling intensity and distance for individual parks provides an evidence base for planning and evaluating urban green space as infrastructure for thermal mitigation.

어디에 공원을 만들 것인가Where to put the next park 공원 냉각서비스가 부족한 지역을 식별하여 신규 공원의 입지 선정과 녹지 네트워크 계획에 활용할 수 있습니다. Areas underserved by park cooling can be identified to support the siting of new parks and the planning of connected green infrastructure.
어떤 식생을 심을 것인가What vegetation to plant 공원 유형과 식생 구성에 따른 냉각효과의 차이는 수관 확보와 식재 구성 등 공원 설계전략을 수립하기 위한 정량적 근거로 활용할 수 있습니다. Differences in cooling among park types and vegetation structures can provide quantitative evidence for canopy planning and planting design.
어디까지 냉각 서비스를 제공하는가How far the cooling service extends 냉각거리는 공원의 열환경 개선효과가 주변 시가지에 미치는 공간적 범위를 나타냅니다.
이를 열취약성 자료와 결합하면 공원 냉각서비스의 공간적 분포와 형평성을 평가할 수 있습니다. Cooling distance represents the spatial extent over which a park influences the surrounding thermal environment.
Combined with heat-vulnerability data, it can be used to evaluate the spatial distribution and equity of park cooling services.
건물 냉방에 얼마나 영향을 주는가How much it moves building cooling loads 공원에 의한 외기온도 저감은 주변 건물의 냉방에너지 수요에 영향을 줄 수 있습니다.
도시 건물에너지 모델과 연계하면 이러한 영향을 에너지 절감량으로 정량화할 수 있습니다. Park-induced reductions in outdoor air temperature can influence the cooling-energy demand of nearby buildings.
Coupling these temperature effects with urban building-energy models enables their potential energy impacts to be quantified.