• 한국항해항만학회지
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• 제46권3호
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• pp.251-258
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• 2022

동해항은 주거 생활권인 송정동, 북평동과 매우 인접한 거리에 위치하고 있으며 송정동에는 총 21,179세대, 북평동에는 5,754세대가 거주하고 있다. 동해항에서 처리되는 주요화물은 석회석, 시멘트, 무연탄, 유연탄 등으로 분진성이라는 특성을 갖는다. 따라서 동해항 운영으로 인해 산화물 분진, 미세먼지 등 대기오염물질이 발생하여 확산되는 과정에서 인근 주거지역에 심각한 대기공해를 유발하고 있다. 이는 주민들의 생활과 건강에 악영향을 미치고 있으며, 배후 주거지에 거주하는 주민들은 동해항을 혐오시설로 인식하고 있는 실정이다. 현재 동해항에서는 항만산업에 기인한 미세먼지 배출량을 저감하기 위한 목적으로 장기적인 관점에서 항만 인프라와 장비운영 환경을 개선하고자 단계적인 접근을 하고 있으나 항만 인근지역의 대기공해에 대한 개선효과가 점진적으로 나타나기까지 오랜 시간이 소요될 것으로 판단된다. 본 연구에서는 단기적인 관점에서 항만 인근지역 주민들이 상시적으로 체감할 수 있는 미세먼지 농도 관리가 실현될 수 있도록 주간, 야간 및 계절주기에 따른 동해항 주변지역의 미세먼지 농도추이, 미세먼지 확산 패턴, 고농도의 미세먼지가 발생하는 공간분포를 풍향, 풍속 변수를 고려하여 분석하였다. 현재 추진되고 있는 미세먼지 저감 장기계획과 더불어 동해항 배후 주거권역에 대한 미세먼지 확산 영향권과 오염도 분석결과를 기반으로 주간, 야간 및 계절 주기에 따른 상시적 미세먼지 농도관리가 병행된다면 더욱 효과적인 대기질 관리가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제25권4호
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• pp.404-414
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• 2023

본 연구에서는 미래 SSP 기후변화 시나리오 자료를 생산하기 위해 과거 30년(1981-2010)에 대한 한반도 농업용 전자기후도를 생산하고 평가하였다. ERA5 재분석 자료와 기상청 ASOS 자료에 지형인자를 고려하는 IGISRM 통계 모형을 이용하여 기후요소 6종(강수량, 평균기온, 최고기온, 최저기온 풍속, 상대습도, 일사량)에 대한 1km 해상도의 격자형 상세자료를 생산하였다. 연 평균(누적) 분포도를 살펴본 결과, 모든 변수는 기상청 ASOS 관측에서 나타난 일반적인 특성을 잘 모의하면서 지형적 효과가 적절하게 반영되었다. 농진청 농업기상 AWS와 기상청 방재기상 AWS를 이용하여 상관계수, Slope, NRMSE를 계산한 결과, 기온관련 변수에서는 재현성이 우수하게 나타났으며, 그 외 변수에서는 재현성이 다소 낮고 지역적 편차가 큰 것으로 나타났다. 관측정보 기반의 농업용 전자기후도는 미래 SSP 기후변화 시나리오 자료를 상세화하는데 기본 자료로 활용될 것이다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제25권3호
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• pp.55-66
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• 2020

준관성주기파(NIW)는 주로 바람에 의해 생성되며, 해양 연직혼합에 중요한 요소이다. 태풍의 빠른 풍속과 이동경로에 따른 풍향변화는 NIW 생성에 충분한 조건을 제공한다. 본 연구에서는 동해 실시간 해황예보모형 출력자료를 이용하여 태풍의 영향으로 인한 NIW의 생성과 분포 그리고 동해 중규모 소용돌이가 NIW의 심층 전파에 주는 영향에 대해 검토하였다. 이용한 출력자료 기간은 2013년부터 2017년까지 총 5개년이며, 이 기간 중 동해에 강한 NIW에너지를 만든 3개 태풍(할롱, 고니, 차바)에 초점을 맞추었다. 태풍에 의한 NIW 변동을 검토하기 위하여 강제력으로 작용하는 태풍의 바람에너지유입(${\bar{W}}_I$)과 함께 NIW 에너지의 지표인 혼합층 및 심층 수평운동에너지(${\bar{HKE}}_{MLD}$, ${\bar{HKE}}_{DEEP}$)를 계산하였다. ${\bar{HKE}}_{MLD}$는 ${\bar{W}}_I$와 밀접한 관련을 보였으며 태풍 경로의 오른편에서 강하게 나타났다. ${\bar{HKE}}_{DEEP}$는 주로 동해 남부에서 패치형태로 강하게 나타났으며, 음의 상대 소용돌이도를 가지는 난수성 소용돌이와의 상관성이 확인되었다. NIW에너지에 태풍이 주는 영향을 확인하기 위해, 태풍이 없는 여름철과 12월의 에너지와 상호 비교하였다. 그 결과, 태풍에 의한 ${\bar{HKE}}_{MLD}$는 태풍이 없는 여름에 비해 2.5~5.7배, NIW가 가장 큰 12월 평균대비 0.4~1.0배였고, 태풍에 의한 ${\bar{HKE}}_{DEEP}$는 태풍이 없는 여름대비 1.2~1.6배, 12월 평균대비 0.8~1.0배로 태풍에 의한 NIW가 혼합층과 심층의 해양 연직혼합 모두에 상당한 영향을 줄 수 있음을 확인하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제32권3호
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• pp.276-293
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• 2011

본 연구에서는 한반도 황사 사례 동안 WRF 기상모델과 SMOKE 배출량모델, CMAQ 및 CMAQ-MADRID 대기질 모델을 이용하여 다양한 황사 발생량 경험식에 대한 $PM_{10}$의 농도를 추정하였다. 특별히 Wang et al.(2000), US EPA 모델, Park and In(2003), GOCART 모델, DEAD 모델의 5가지 황사 발생 경험식이 중국과 몽골 등의 황사 발생량을 추정하기 위해 WRF-SMOKE-CMAQ(MADRID) 모델에 적용되었다. 일기도, 후방궤적 및 위성이미지 분석에 따르면 한반도로의 황사 수송은 절리저기압(위성에서 콤마형 구름)과 관련된 지상 전선의 뒤쪽에서, 그리고 상층 제트류의 발달에 기인한 파의 정체현상과 함께 상층 골에서의 풍속이 하층으로 전이되는 풍하 바람에 의해 생성되었다. 그리고 WRF-SMOKE-CMAQ 모델링 결과, 황사의 시 공간적 분포에 있어서는 Wang et al.(2000)의 경험식이, 평균 편의 및 평균 제곱근 오차에서의 정확도 부분에서는 GOCART 모델의 경험식이 관측값을 보다 잘 모사하는 것으로 나타났다. 또한 Wang et al.의 경험식을 이용한 황사의 연직분포 분석 결과에서 강한 황사 사례(2007년 3월 31에서 4월 1일 $800\;{\mu}g/m^3$ 이상)의 경우는 황사 수송이 한반도 상공 대기 경계층 내를 통과하였기 때문으로, 약한 황사 사례(2009년 3월 16일과 17에 $400\;{\mu}g/m^3$ 이하)의 경우는 황사 수송이 경계층 위를 통과하였기 때문으로 나타났다. 또한 CMAQ 모델과 CAMQ-MADRID 모델에서의 미세먼지($PM_{10}$) 민감도 분석 결과에서는 CMAQ-MADRID 모델이 CMAQ 모델에 비해 한반도를 포함한 동아시아 지역에서 최대 $25\;{\mu}g/m^3$ 정도가 높게 모사되었고, 모델 내 구름 액상과정에 의해서는 최대 $15\;{\mu}g/m^3$ 정도가 제거되는 것으로 나타났다.

• 자원환경지질
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• 제54권2호
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• pp.161-176
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• 2021

본 연구는 과거와 미래의 연 단위보다 상세한 일단위 지하수 함양량을 평가하기 위해, 분포형 수문모형중의 하나인 VELAS를 이용하여 물수지에 근거한 수문요소별 변동을 분석하고자 하였다. 가뭄에 매우 취약한 충남 홍성군 서부면 양곡리 일대 소유역을 대상으로, VELAS의 입력자료인 수치표고모델, 식생도, 경사도 등의 공간특성자료를 구축하였고, 기후자료는 기상청의 일별 대기온도, 강수, 평균풍속, 상대습도 등의 자료를 공간적으로 보간하였다. 연구지역의 과거 2001년부터 2018년까지 18년 동안 일단위 물수지 분석결과, 연간 강수량은 799.1~1750.8 mm로 평균 1210.7 mm이고, 지하수 함양량은 28.8~492.9 mm로 평균 196.9 mm로 분석되었다. 연 강수량 대비 지하수 함양률은 최소 3.6%에서 최대 28.2%로 변동폭이 매우 크고, 평균 함양률은 14.9%였다. 미래 기후변화 RCP 8.5시나리오에 의한 2019년부터 2100년까지의 일단위 물수지 분석결과, 연간 강수량은 572.8~1996.5 mm(평균 1078.4 mm)이고, 지하수함양량은 26.7~432.5 mm, 평균 174.6 mm(평균 강수량의 16.2%)로서 과거보다 다소 증가하였다. 미래 연간 지하수 함양률은 최소 2.8%, 최대 45.1%, 평균 18.2%로 분석되었다. 물수지를 구성하는 요소들은 강수량과의 상관성이 잘 나타나며, 일단위보다는 연단위로 갈수록 그러한 상관성이 뚜렷했다. 다만, 증발산량은 강수량보다는 기온 등 다른 기후요소에 더 영향을 받는 것으로 보인다. 본 연구를 통해 산정된 연단위 보다 상세 시간 단위에서의 지하수함양량은 가뭄 또는 홍수 등 시기별로 강수량 변동이 심한 경우 지하수개발과 관리에 활용될 수 있는 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수산과학회지
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• 제34권5호
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• pp.435-444
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• 2001

동해 연안에서 장기간 관측한 일일 수온과 바람자료간 상관분석과 NOAA 위성의 영상표면수온자료를 이용하여 하계 동해연안 냉수대의 시공간적 변동특성을 구명하였다. 울릉도 연안수은의 계절변화는 동해 인접 연안수온의 변동과 무관하게 생각되나, 하계 동해연안에 나타난 냉수대가 외해역으로 확장되어 울룽도 연안수온에 영향을 미칠 수도 있는 특이한 해양현상을 NOAA 위성 측정 수온과 현장 연안수온 변화로 알게 되었다. 하계 냉수대 발생시 동해연안과 울릉도간 해역에 평년보다 강한 수온약층이 형성되고, 강한 남풍계열의 바람이 지속적으로 이 해역에 영향을 미칠 때 이와 같은 현상이 발생될 수 있을 것으로 추정된다. 하계 동해연안에 나타난 냉수대는 지금까지 주로 연구된 기장-울기-감포연안 뿐만 아니라 동해 남부연안에서 북부연안까지인 서이말, 기장, 울기, 감포, 포항, 영덕, 죽변, 주문진, 속초연안에서도 출현빈도가 높게 나타난다. 동해연안에서 냉수대 출현, 소멸과 관련하여 연안역간 수온변동의 상관성은 동해 북부의 경우 매우 인접한 연안역간에 높은 관계성을, 동해 중부의 경우 비교적 넓은 공간의 연안역에 걸쳐 높은 상관 (상관계수 0.5 이상)을 가졌다. 동해남부의 경우, 거제도의 서이말 연안부터 포항일대까지의 연안역간에도 상관성이 비교적 높게 나타났는데 (상관계수 0.5 이상), 냉수대 발생시 동해남부 남단에 위치한 거제도의 서이말 연안수온은 인접한 부산과 기장 연안 수온의 변동관계성보다 약 120km 떨어져 있는 울기 연안의 수온 변동과 높은 상관성 (상관계수 0.7)을 보이는 원거리 연결(teleconnection)현상을 발견할 수 있었다. 지금까지 하계의 풍향, 풍속 등의 조건이 중층의 냉수를 용승 시켜 연안의 표면에 냉수출현을 가져다주며 냉수대의 출현 빈도와 강세 등 시공간적 변동양상을 결정하는 것 같은 다수의 연구 결과가 있으나, 가장 주된 냉수대 출현의 요인은 전체 해양 수괴가 평년에 비해 뚜렷한 저수온 현상을 보이는 해황 조건이라고 사료된다. 또한 $1^{\circ}C,\;10^{\circ}C$ 등의 등온선 분포수심이 외해역의 깊은 수심에서 연안역의 얕은 표면까지 급경사로 올라오는 기울기의 정도에도 밀접한 관계가 있다고 사료된다. 바람의 방향과 세기는 상기의 조건을 만족하는 해황에서 다만 부수적인 냉수대 출현, 변동의 요인이 될 수 있겠다. 향후 하계 동해연안 냉수변동과 밀접한 관련성을 갖는 동해 해황의 뚜렷한 저수온 현상 원인 규명을 위해서는, 동해 전해역에 걸친 광역 및 장기적 수온변동의 기작 구명과 변동주기의 정량화에 대한 연구가 수행되어야 하겠다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제34권3호
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• pp.519-533
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• 2018

2014년부터 2017년까지 4년의 기간 동안 COARE 3.5 벌크 알고리즘과 위성 기반의 대기-해양 변수 자료를 이용하여 한반도 주변 해양의 현열 플럭스(Sensible Heat Flux; SHF)와 잠열 플럭스(Latent Heat Flux; LHF)를 $40W/m^2$ 산출하였다. 열 플럭스 산출에 필요한 변수 중 10-m 풍속(U)과 해수면온도($T_s$) 자료는Advanced Microwave Scanning Radiometer 2(AMSR2)와 Global Precipitation Measurement Microwave Imager(GMI) 위성 센서로부터 관측되는 값을 일 평균하여 생성하였으며, 위성으로부터 직접 관측이 되지 않는 대기 온도($T_a$)와 대기 비습($Q_a$)은 위성 기반의 W 및 $T_s$와 갖는 상관성을 이용하여 경험적 통계식을 통해 추정하였다. 추정된 $T_a$와 $Q_a$는 해양 부이에서 관측된 값과 각각 0.96 이상의 높은 상관성을 보였다. 위성 기반으로 관측 및 추정된 대기-해양 변수 자료들을 이용해 한반도 주변 해양(서해, 동해, 남해)의 SHF와 LHF를 산출하였고 월평균 시공간분포의 특성을 확인하였다. SHF는 3월부터 8월까지 한반도 전 해역에 걸쳐 $20W/m^2$의 낮은 값을 보였으며, 특히 7월에는 일부 해양에서 $0W/m^2$ 이하의 낮은 값을 보였다. SHF는 9월부터 점차 증가하여 12월에 가장 높은 값이 나타났다. LHF는 4월부터 7월까지 $40W/m^2$ 정도의 낮은 값을 보이다가 가을철부터 급격히 증가하여 SHF과 마찬가지로 12월에 남해에서 최대 $380W/m^2$ 이상의 높은 값을 보였다. 두 열 플럭스는 모두 쿠로시오 난류가 지나가는 지역에서 연중 높은 값을 나타냈다. 해양 플럭스에 영향을 미치는 대기-해양 변수의 월평균 특성을 분석한 결과 SHF와 LHF는 각각 대기-해양 온도 차이(${\Delta}T$)와 비습 차이(${\Delta}Q$)의 변화에 밀접하게 연관되며, 겨울철에는 U에 대한 민감도가 증가하여 현열 및 잠열 플럭스가 겨울철에 가장 큰 값을 보이는 것에 기여한 것으로 분석된다.

• 한국지구과학회지
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• 제33권3호
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• pp.259-268
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• 2012

해양에서 발달하는 강수시스템의 연직풍에 따라 변동하는 해양성 에어러솔의 입경별 특성을 알아보기 위하여 마라도에서 남서쪽으로 419 km 지점에 위치한 이어도 해양종합과학기지에서 2009년 6월 8일부터 22일까지 에어러솔수 농도와 연직풍 관측을 실시하였다. 에어러솔 수 농도와 연직풍은 레이저입자계수기와 초음파 3차원 풍향 풍속계를 이용하였으며, 지상일기도, NCEP/NCAR 재분석자료, 라디오존데 자료를 이용하여 종관상태를 분석하였다. 그 결과, 전체적으로 1.0 ${\mu}m$ 이상의 크기의 에어러솔 수 농도 분포가 강수 중에 크게 변동하였으며, 하강류에서 상승류로 연직풍이 변함에 따라 크게 증가하였다. 강수 중에는 큰 입자(1.0 ${\mu}m$ 이상)의 에어러솔 수 농도가 약 5배 증가하였고, 이때 상승류가 약 0.4 $ms^{-1}$로 나타났다. 또한 축적모드(1.0 ${\mu}m$ 미만)와 큰 입자(1.0 ${\mu}m$ 이상)의 에어러솔 수 농도는 강수 중과 비교하여 약 45%와 92%가 제거되었다. 이는 독립된 해양지역에서의 큰 입자(1.0 ${\mu}m$ 이상) 에어러솔 수 농도 증가는 수평풍 보다는 상승류에 의해 크게 영향을 받고, 강수에 의한 세정효과도 나타났다. 따라서 해양경계층 내 에어러솔의 생성 및 발달 메커니즘에 상승류의 영향이 크게 기인함을 알 수 있었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제23권4호
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• pp.293-302
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• 2014

본 연구에서는 배추 재배에 적합한 규격과 생육 환경을 조성해 줄 수 있는 비가림하우스를 개발하고자 하였다. 전국 53개 배추 비가림재배 농가를 대상으로 비가림하우스 구조실태 및 구조개선 희망사항을 조사하여 비가림하우스 폭과 높이를 설정하였다. 비가림하우스 규격은 농기계 작업의 용이성, 농가의 의견 등을 고려하여 폭 6m, 처마높이 1.6m, 지붕높이 3.2m로 결정하였다. 서까래 규격별 구조안전성과 설치비를 분석한 후 설치비가 가장 적게 드는 Ø$25.4{\times}1.5t$ 파이프를 서까래로 하고 그 간격이 90cm인 모델을 기본 규격으로 결정하였다. 이 규격은 풍속 $27m{\cdot}s^{-1}$, 적설 17cm에 안전하기 때문에 이보다 기상하중이 큰 지역에는 적용하기가 곤란한데, 이를 해소하기 위해 피복재를 용마루까지 열어 골조 피해를 예방할 수 있는 구조로 설계하였다. 비가림하우스 양 측면에 있는 수동개폐기를 돌려 하우스밴드를 느슨하게 풀어주고 제어반에서 열림버튼을 누르면 개폐모터가 가이드 파이프를 따라 올라가면서 피복재가 용마루까지 개방된다. 피복재를 완전 개방할 경우 해충으로 인한 피해가 우려되므로 농가에서는 이를 막기 위해 방충망을 설치할 수 있다. 배추를 재배하는 기간에 태풍이 지나갈 수 있기 때문에 방충망이 구조안전에 미치는 영향을 분석하였다. $40m{\cdot}s^{-1}$의 바람이 방충망으로 덮여있는 비가림하우스 측면에 수직으로 작용하는 조건에 대해 유동-구조 연성해석 기법을 이용하여 구조안전성을 분석하였다. 유동해석 결과, 피복재 부분은 바람의 영향을 그대로 받기 때문에 피복재 표면에 압력이 크게 작용하였다. 방충망 부분에도 풍하중이 작용하였으나 피복재 부분보다는 압력이 작게 작용하고 분포가 균일하였다. 유동해석에서 도출된 압력 데이터를 적용하여 구조해석한 결과, 최대응력은 파이프의 끝단 즉, 지면부분에서 나타났으며, 그 값은 54.6Mpa이었다. 구조안전 판단 기준인 파이프의 허용응력 215MPa 이내여서 구조적으로 안전한 것으로 판단되었다.

• 한국해양학회지
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• 제30권5호
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• pp.413-425
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• 1995

만경.동진강 염하구에서 종속영양성 및 홉합영양성 미소편모류(Nanoflagellates) 의 분포와 이들에 의한 박테리아섭식의 생태적 중요성을 추정하기 위해 1993년 10부터 1995년 3월 까지 총 4차에 걸쳐 풍속영양성 및 자가영양성 미소편모류의 수도와 FLB(fluorescently labeled bacteria)를 이용하여 박테리아 섭식률을 측정하였다. 연 구기간 동안 종속영양성 미소편모류와 자가영양성 미소편모류의 수도는 각각 438-4,149 개체 ml/SUP -1/(평균 2,145 개체 ml/SUP -1/, n=20), 971-4,935 개체 ml/SUP -1/(평균 2,226 개체 ml/SUP -1/,n=20)의 변화폭을 보였으며, 이들 편모류는 전반적으로 서로 유사한 수도를 나타냈다. 박테리아의 주요 섭식자로 알려진 종속영양 성 미소편모류와 엽록체가 있는 자가영양성 미소편모류의 수도는 보고 테리아의 수도 와 모두 유의성 있는 양의 상관관계(각각 $r^2$=0.51)과 $r^2$=0.47, p<0.05)를 보였다. 혼합영양성 미소편모류 군집의 크기는 적어도 자가영양성 미소편모류 군집의 4.23%에 달하는 것으로 추정되었다. 개체별 박테리아 섭식률(individual predation rate)은 종 속영양성 미소편모류가 2.2-14.2 박테리아 미소편모류/SUP -1/h/SUP -1/(평균 3.7 박 테리아 미소편모류/SUP -1/h/SUP -1/,n=16), 혼합영양성 미소편모류가 1.6-9.7 박테리 아 미소편모류에 의한 박테리아 섭식에서 30-69%를 차지하여, 박테리아 섭식자료서의 역할이 중요함을 알 수 있었다. 박테리아 이차생산력에 대한 총 미오편모류의 박테리 아 섭식률의 비는 0.06-1.23으로 넓은 범위를 보였으나, 미소편모류의 수도가 매우 낮 은 1994년 6월의 경우(8$\pm$1%,써 =4)를 제외하면 총 미소편모류의 섭식률은 박테리아 이차 생산량의 상당 부분(66$\pm$37%,n=9)에 해당하였다. 따라서, 만경.동진강 염하구에 서 종속영양성 및 혼합영양성 미소편모류는 박테리아의 주요 섭식자로서 박테리아 이 차생산량을 상위 영양단계의 동물플랑크톤에 전달하는 연결자 역할을 할 것으로 보여 진다.