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二氧化碳(CO<,2>)是最主要的温室气体.在全球碳循环中,海洋环节是气候系统的最重要组成部分,它调控着大气中二氧化碳等与气候相关联化学物质的吸收、存储和释放.因为,大气与海洋之间通过海气界面分子传输的年双向交换总量大约是90PgC/yr,而海洋中的碳总量约是大气的50倍,燃烧化石燃料所释放的人为碳约有30％被海洋吸收,所以,海洋为人为CO<,2>提供了一个巨大的汇.在海洋与大气的CO<,2>交换过程中,海水表层的CO<,2>扩散直接控制系交换过程.目前,海洋碳循环模式研究的许多系数是经验性的,如海水中CO<,2>的水平扩散系数采用的量级约3m<2>s<-1>,而垂直扩散系数2.6×10<-4>m<2>s<-1>,海洋学者知道这样的量级偏大,但究竟大到什么程度不得而知.该论文利用分子动力学模拟对CO<,2>在海水中的扩散系数进行研究.模拟体系有256个粒子,其中水分子255个,二氧化碳分子1个.采用基于Andersen提出的NVT系综算法,起始构型为面心立方晶格,二氧化碳分子的起始位置在晶格上随机选取,采用周期性边界条件,分子的速度采用Maxwell分布取样.模拟采用Lennard-Jones流体势能模型,采用Verlet速度算法对运动方程进行数值积分.最后运用Einstein法获得二氧化碳在水中的扩散系数.二氧化碳在水中的扩散系数为2.09×10<-9>m<2>s<-1>.与同类理论研究的结果一致.这一研究可为海洋碳循环研究提供基本常数--扩散系数,具有重要的理论意义和应用价值.