海洋是生命的搖籃，是地球系統(tǒng)不可或缺的組成部分。地球系統(tǒng)的各圈層（如巖石圈、大氣圈、生物圈等）與海洋都存在著密不可分的相互作用，并在海陸界面和海氣界面通過海洋生物新陳代謝、物理擴散沉降等過程進行物質(zhì)交換。其中，陸源的人為污染物可通過這些界面間的物質(zhì)交換進入海洋，從而影響海洋碳、氮、硫、磷等物質(zhì)循環(huán)，進而影響海洋環(huán)境、海洋生態(tài)系統(tǒng)乃至全球氣候。
　　在人類活動和全球氣候變化的共同影響下，海洋大氣環(huán)境中大氣污染物的種類（如溫室氣體、沙塵氣溶膠、營養(yǎng)物質(zhì)、有機污染物）和數(shù)量不斷增加。因此，在海洋物質(zhì)來源中，大氣途徑——大氣物質(zhì)通過沉降進入海洋——越來越受到重視。目前的研究已經(jīng)表明，大氣物質(zhì)沉降為海洋提供外源性氮、磷和鐵等營養(yǎng)元素，能夠顯著影響海洋碳、氮循環(huán)過程，并加劇全球氣候變化。然而對于大氣與海洋相互作用的具體機制，目前仍有眾多科學(xué)問題亟待解決。比如，氣溶膠、云與海洋生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)系；海洋釋放到大氣中活性氣體的通量和控制因素；在沿海區(qū)域不斷城市化和工業(yè)化以及氣候變化的背景下，海洋與大氣之間的相互作用機制；以及海洋生物地球化學(xué)過程和人為污染物排放的相互作用以及這些相互作用對大氣化學(xué)的影響等。以上這些都是大氣科學(xué)和海洋科學(xué)領(lǐng)域重大的前沿科學(xué)問題，也是預(yù)測和應(yīng)對氣候與環(huán)境變化的關(guān)鍵科學(xué)問題。始于2004年的“上層海洋一低層大氣研究”（SOLAS）國際研究計劃的重點關(guān)注之一就是海洋與大氣之間生物地球化學(xué)過程的相互作用與反饋，以闡明和量化海洋與大氣相互作用在調(diào)節(jié)全球氣候變化中發(fā)揮的重要作用，而在2015-2025年科學(xué)計劃中則將“氣溶膠、云和海洋生態(tài)系統(tǒng)之間的相互聯(lián)系”列為五大核心主題之一。