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CO2 气体分子穿越海气界面层过程的研究
邢元明
学位类型硕士
导师管玉平 ; 杨磊
2011
学位专业物理海洋学
关键词分子动力学模拟海气界面 二氧化碳 分子扩散 概率分布函数
摘要CO2 在海气界面间的传输是关系到全球气候和环境变化的一个重要问题。一方面,目前海气CO2 通量的定量化存在很大的不确定性;另一方面,海气界面交换需要从微观过程来认识。我们通过分子动力学模拟方法,首先,模拟了CO2 与水界面的碰撞,结果表明,CO2 分子并不会立即被界面反射或者吸收,而是在表面吸附一段时间,这导致了CO2 分子在海气界面空气一侧的聚集。然后,我们计算了在不同温度下,以及在有记录以来最强风速下,CO2 在水气界面两侧的概率密度分布及吸附时间,给出了CO2 分子在水气界面两侧的聚集程度和吸附时间随温度变化的定性规律。模拟表明,CO2 在界面上侧的浓度是在空气中的数倍之多,并且随温度升高会逐渐降低。无论热力学估算还是分子动力学模拟,结果均表明:风并不会对CO2 分子在水气界面的微观性质产生占优势的影响。这与目前占统治地位的观点,即用风来参数化海气CO2 通量是不一致的!尽管这些结果有待于进一步考证,但有一点是确定的,风不应该是控制气体在海气界面交换的唯一因子。另外,还模拟了CO2、O2、N2 以及惰性气体Ar、Kr 在海气界面中海水一侧扩散膜内的运动, 求得不同温度下这些气体的扩散系数。
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.scsio.ac.cn/handle/344004/16202
专题学位论文(硕士)
推荐引用方式
GB/T 7714
邢元明. CO2 气体分子穿越海气界面层过程的研究[D],2011.
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