실효습도

실효습도(일본어: 実効湿度, 영어: Effective Humidity)는 일본과 대한민국에서 화재, 특히 산불위험을 측정하는데 사용하는 지표이다.

고안

실효습도 개념은 기상학자 하타케야마 히사나오(畠山久尚, 1905-1994)에 의해 세계 2차대전 중이던 1943년 제창되었다. 하타케야마는 당시 일본의 주택의 대다수를 차지한 목재주택이 건조한 날 쉽게 불이 난다는 점에 착안해 목재의 함수율 저하와 화재 간에 관계가 있을 것이라고 추정했다. 이에 습도와 화재의 영향을 반영하는 새로운 습도의 필요성을 느꼈다.

다만 목재의 굵기에 따라 목재 건조도에 쉽게 차이가 발생하는 점을 감안하여 굵기에 따라 감쇠계수 α의 차이를 두는 것이 적절하다는 판단이 이뤄졌다. 조사결과, 얇은 나뭇가지는 α값이 0.3정도인 반면, 판자나 2-3cm 구경의 기둥의 경우 0.5, 구경이 7cm 이상일 경우 0.7-0.9이 적절하다는 사실이 밝혀졌다. 이에 따라 ‘오늘의 습도를 1로 두고, 전날의 습도와 [감쇠계수] α값, 그 전날의 습도와 α²를 곱해 기준일까지 모두 더한 값을 평균한 값’인 실효습도 개념을 만들게 되었다. 이를 정리한 산출식은 다음과 같다.

$H_e(n)=(1-\alpha )(H_0+\alpha H_1+{\alpha }^2{H}_2+\cdots +{\alpha }^n{H}_n)$

산불로의 확대

세계2차대전, 특히 토쿄대공습으로 인해 일본 전역이 파괴된 이후 재건 과정에서 철근 콘트리트 건물이 늘어나면서 실효습도 개념은 산불의 예측으로 그 역할이 확대되었는데, 나뭇잎 등 사연료뿐만이 아니라 나무나 식물 등의 마름 등을 통한 화재 가능성을 예측할 때도 유용했기 때문이다. 하타케야마가 1960년대 일본 기상청장을 역임한 것도 이 개념이 정착되는 데 영향을 준 것으로 보인다.

한편 대한민국 기상청은 전국 관측소의 데이터를 바탕으로 매시간 단위로 H₄ 단위의 실효습도 정보를 제공하고 있다

참고문헌

• 畠山, 久直 (1943). 火災と湿度および実行湿度との関係. 《気象集誌第2輯》 21 (1): 18-25. doi:10.2151/jmsj1923.21.1_18.
• 日下部正雄 (1969년 9월 30일). 福岡の実効湿度. 《農業気象》 (日本農業気象学会) 25 (2): 123-126. doi:10.2480/agrmet.25.123.
• Sun, C., Touge, Y., Shi, K, Tanaka, K (2024). Assessment of the suitability of drought descriptions for wildfires under various humid temperate climates in Japan. 《Scientific reports》 14 (1): 23759. doi:10.1038/s41598-024-75563-2.