CO2与水表面相互作用的分子动力学模拟.pdfVIP

第48卷 第 1期 兰 州 大 学 学报 (自然科学版) JournalofLanzhouUniversity(NaturalSciences) V0l1．48No．1 2012年2月 Feb．2012 文章编号：0455—2059(2012)01—0108—05 CO2与水表面相互作用的分子动力学模拟 邢元 明1,2，杨 磊 。，管玉平 1．中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境 国家重点实验室．广州 510301 2．中国科学院研究生院，北京 100049 3．中国科学院近代物理研究所，兰卅I730000 摘 要：采用分子动力学模拟方法，研究了CO2分子与水表面的相互作用，发现CO2分子会被水的表面束缚 一 段时间，给出了CO2在水气界面两侧 的概率分布以及平均束缚时间和浓度等随温度的变化趋势，还估算得 出风对水气界面与CO2作用的影响有限．所得结果对于深入认识海气 间CO。的传输机制有一定的指导意义． 关键词：二氧化碳；水表面；分子动力学模拟 中图分类号：0552 文献标识码：A M oleculardynam icsimulationoftheinteraction between CO2 and thewatersurface XING Yuan—ming1,2 YANG Lei。 GUAN Yu—ping ， 1．StateKeyLaboratoryofTropical0ceanography，SouthChinaSeaInstituteofOceanology， ChineseAcademyofSciences，Guangzhou510301，China 2．GraduateUniversityofChineseAcademyofSciencesjBeijing100049，China 3．InstituteofModern Physics，ChineseAcademyofSciences，Lanzhou730000，China Abstract：MoleculardynamicsimulationswerecarriedouttoinvestigatetheinteractionbetweenC02molecules andthewaterinterface．ThesimulatedresultsrevealthattheCO2moleculeswouldbeboundedby thewater surfaceforaperiod oftime．Thechangingtrend ofsuperficialprobability distribution，averageboundedtime and concentration atthe interfacewith temperatureweregiven． Atthesame time．itWaSconcluded that thec0ntributionofwind totheinteractionofWatersurfaceandCO2moleculesiSlimited．Alltheresultsare significantforbetterunderstandingthemechanism ofair—seaCO2exchangeattheair—seainterface． K eywords：C02；air—waterinterface；moleculardynamicsimulation 界面现象是 自然界广泛存在 的一类现象，尤 子与水表面相互作用的工作，例如：CO2分子穿越 其是气一液界面以及跨界面的物质输送是许多学 界面时的结构形态 能量变化及吸附、穿越的概 科的重要基础，其 中最受关注的是海洋与大气 中 率3【--4]等．但是对于CO2分子被水表面束缚 (吸附) CO2的相互作用，因为它是研究碳循环的重要环 时，在界面两侧 的概率分布、束缚时间以及浓度随 节，同时也是理解气候变化问题的关键．分子动力 温度的变化、风速对于束缚时间的影响等都 尚未