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交換。其中，陸源的人為污染物可通過這些界面間的物質交換進入海洋，從而影響海洋碳、氮、硫、磷等物質循環(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、有機污染物）和數(shù)量不斷增加。因此，在海洋物質來源中，大氣途徑——大氣物質通過沉降進入海洋——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，目前仍有眾多科學問題亟待解決。比如，氣溶膠、云與海洋生態(tài)系統(tǒng)的關系；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的影響等。以上這些都是大氣科學和海洋科學領域重大的前沿科學問題，也是預測和應對氣候與環(huán)境變化的關鍵科學問題。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注之一就是海洋與大氣之間生物地球化學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節(jié)全球氣候變化中發(fā)揮的重要作用，而在2015-2025年科學計劃中則將“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。