引言 

　　环绕我们的大气之化学，影响人类健康和包括农田、森林、草地和海洋在内的环境。它将人类和自然排放转化为气体和颗粒物，降低能见度、让降水酸化，伤害人类健康，影响天气和气候。当人类社会持续发展，人口增加，对能源、食品和水的需求也增加。这种增加反过来让不同来源的化学排放的分布发生着改变，人类空气污染在发展中国家增加，在发达国家减少，同时自然来源因土地利用变化而发生改变。排放并非仅是局地问题，因为这些化学物及其反应产物的半球和全球传送已经引起了全球地球系统的大量变化。显然，今天对大气化学的基本认识和对其因人类活动如何变化的预测能力，是制定保证社会福祉政策的重要组成。

　　大气化学学科评估其研究成就和未来方向已经是30余年前了。1984年，在国家科学基金委员会（NSF）的要求下，国家科学、工程和医学研究院（科学院 ）发表了报告《全球对流层化学：行动计划》。那份报告意识到了人类对全球大气的影响，提出一个全面的研究计划探索低层大气大尺度化学。在那份报告之前，大气化学的重点一直放在认识污染传输和扰动的平流层上。1984年的报告代表了一个思考范式的转变——已经明确为了认识人类对大气的影响，科学共同体还需要认识这些影响附加其上的未受影响系统。这样的结论直接导致了NSF全球对流层化学项目的设立，后者不仅强化了对大气化学研究的支持，也是几十年来大气化学学科发展的主要因子。那份报告还帮助建立了国际全球大气化学（IGAC）项目的基础，该项目是一个至今还活跃着的非常成功和影响深远的国际研究活动。

　　自那次评估后，美国科学院仅发表了不多的关于大气化学的特别报告——《城市和区域空气污染中臭氧问题的再思考》（1991），《气溶胶辐射驱动和气候变化研究项目计划》（2001），《全球空气质量》（2001），《气候变化的辐射驱动》（2005）和《局地污染的全球来源》（2010）。大气化学还包含在2份有关大气科学未来的报告中：《大气科学：进入21世纪》（1998）和《国家科学基金支持大气科学战略指南》（2007）。然而，这些报告都没有完整地覆盖大气化学学科。意识到过去30年我们对大气化学的认识和我们通过外场试验、理论、实验室和模拟研究大气化学的能力都发生了极大的变化，NSF再次邀请美国科学院就此撰写报告阐述进展，提出未来10年开展大气化学复杂和广泛的基础研究的需求，并确定研究和保障研究取得成功的相关基础设施建设的优先领域。大气化学研究的未来委员会2015年初成立致力于完成此任。

　　委员会活动的核心内容是找寻美国大气化学界针对大气化学研究未来优先领域的思想和建议。在2015年春夏于科州波尔多、马萨诸撒州剑桥、华盛顿、加州尔湾市和佐治亚州亚特兰大市召开的一系列“全体”会议上，委员会的需求被提出，同样的情况还非正式地发生在于新罕布什尔州沃特维尔市召开的Gordon大气化学研究学术会上。250余位学者参加了这些全体会，向委员会提供了有价值的见解和建议。此外，将近50位学者通过在线方式向委员会表达了他们针对未来大气化学发展的想法和关切。委员会随后研究了数百条意见并构成了我们的分析的基础。在准备报告期间，委员会召集了6次会议：在华盛顿（3次）、加州尔湾市（2次）和佐治亚州亚特兰大市。期间还有一些电话会议和WebEx会议。

　　在几次会议期间，委员会还荣幸得到一些杰出大气化学专家专门的正式发言。这些学者包括来自国际学界，有Len Barrie (瑞典)、Guy Brasseur (德国)、Peter Liss (英国)和Megan Melamed (美国，IGAC)。我们还从 Michael Kleinman (科大)和John Seinfeld (加州理工)的课件中受益。Mel Briscoe针对委员会优先领域的选择提供了无价的信息和指导。一些联邦机构项目管理者的意见，以及这些机构向我们提供了大约过去10年来对大气化学资金支持数据 。我们对提供这些信息的下列人员表示极大感谢：Sylvia Edgerton和Peter Milne (NSF)；Jack Kaye和Hal Maring (NASA)；Sherri Hunt (EPA)；Ashley Williamson、Shaima Nasiri、Sally McFarlane和Dorothy Koch (DOE)； David Fahey、Steve Fine、Elliot Forest、Jason Donaldson、Laura Letson、 Kenneth Mooney和Monica Kopacz (NOAA)。

　　显然，自1984年以来这个领域取得了巨大进展。首先，对大气过程的基本认识的跳跃，即它不仅影响大气化学领域，还导致在化学、物理和气象基本学科之间的新过程出现，同时推进这些学科。再有，对大气中化学要素观测的技术发展实际上带来了全谱大气化学成分和化学更为复杂的特征。第三，大气化学认知的充分推进，使其成为当今应对及其重要的社会问题的重要学科，如人类健康和生态、气候和天气。应对这些问题依靠对大气化学的深刻认识作为基础，才能发展可靠的跨越局地、区域和全球尺度的预测能力。我们相信，这样的看法与1984年报告见解类似，代表了学科的重要演化。

　　牛顿曾说过，“如果我能看得更远，是因为我站在巨人肩膀上。”一脉相承，本报告捕捉大气化学的历史和巨大成功的片段，强调一些科学家的突破性贡献，因此是在“记住昨天”。本报告梳理大气化学不同领域认知的当前状态（“认识今天”），最后提出我们共同面对的未来挑战（“预见明天”）。

　　如果没有科学院很多同仁强调的支持，委员会不可能完成此任。本报告开始于Katie Thomas最初阶段的有效协助和指导。

　　科学院高级项目官员Edward Dunlea在报告的整个研制期间是一座灯塔，集力量、知识、耐心和聪慧于一身。

　　最后，对本委员会成员感谢不尽，作为联合主席深感荣幸。委员们自第一次会议开始前直到报告撰写全过程工作勤勉。每位委员都对报告做出了创造性贡献，工作中他们带着对大气化学，其过去和现在以及未来所需的深刻理解。他们怀着极大耐心，和我们一起考虑所有视角，试图发现一条最佳的前行之路。他们的责任意识，加上幽默感，让交稿时间和困难的选择被最终搞定。

　　如果本委员会成员以及学界参与其中的学者是当前大气化学学科的代表，我们认为他们能胜此任，我们的学科为未来准备了一副好牌。

　　 

　　Robert A. Duce, 委员会联合主席

　　Barbara J. Finlayson-Pitts, 委员会联合主席

　　 

摘要 

世界在变，大气也在变

　　我们的世界正在加速改变，全球人口数量在过去15年已经由61亿增加到了71亿，并且预计到本世纪末将增长到112亿。全球人口的分布也发生了变化，现在全球50%的人口生活在城市，而这个数字在1950年是29%。这样的趋势带来世界能源需求、工业活动的不断增加和农业活动集约化，从而导致排放的变化，改变大气成分。

　　这些变化给社会带来重大挑战，包括对气候、人类和生态系统健康的有害影响。气候变化是当今社会面临的最大的环境挑战之一，地球平均表面温度在过去100年已经增加了超过1.4℉（0.8℃），并预计未来将持续增长，给海平面、北极海冰和降水模式带来重大影响。空气污染是人体健康的重大威胁，全球死亡人数的1/8由空气污染引起。未来粮食生产和食品安全对全球变化和空气污染都很脆弱。大气化学研究（链接S.1）是理解和应对这些挑战的一个关键环节。

　　

获得预测能力 

　　大气化学研究支撑政策决策，极大地改善了人类健康和福祉。例如，研究成果引导政策减轻糟糕的城市空气质量（“烟雾”）、酸沉降（“酸雨”）和平流层臭氧消耗（包括南极“臭氧层空洞”）。实验室实验知识、理论、实地测量和模式提供了对大气行为的基本理解。当观测到环境的快速变化，额外的有针对性的研究能够帮助阐释其物理过程和驱动这些变化的人类活动。预测能力于是发展起来，能够用来评价未来环境情景和社会影响，为政策选择提供信息（图S.1）。持续的研究改善了预测能力并为解释大气观测资料和评估工作提供了背景知识。大气化学研究的目的在于利用对未来环境变化和社会影响的强大预测能力，预测和预备未来环境挑战，而不是等它们发生后才做出反应。

本研究

　　上一次发布检测大气化学领域的综合报告（《全球对流层化学：一个行动计划》）还是在1984年，迄今已过去了30多年。

　　2015年，美国国家科学基金会（NSF）要求美国国家科学、工程和医学研究院开展研究确定未来十年大气化学研究的优先领域和战略步骤。这些研究院成立了未来大气化学研究委员会（以下简称“委员会”）来梳理开展一项美国综合大气化学研究计划的基本原理和需求；对大气化学的实验室、野外、卫星和模式研究的大趋势做出评价；判定促进大气化学基础研究的优先领域；确定解决这些优先领域的基础设施改善的最高优先级需求。本报告也描述了大气化学的六个核心主题在过去十年取得的科学进展，包括排放、化学转化、氧化剂、大气动力学和大气环流、气溶胶粒子和云、生物地球化学循环和沉积。如图S.1所示，这些主题界定了大气化学学科的核心组成。本报告是为NSF的大气化学计划而撰写，那些支持大气化学研究的其他机构和计划也将会对这些结果感兴趣。

　　

推荐的大气化学研究优先科学领域

　　委员会的主要工作是向美国大气化学界征求意见，意见主要是通过一系列“全体”会议，以及一个在线网站“虚拟全体”征集。以这些征集的意见以及一项针对当前研究的调查为基础，委员会最终确定五项优先科学领域，并确信这五个领域将驱动未来十年的大气化学研究。其中，前两个领域是建立大气化学基础所必需的，旨在更深刻理解大气如何运转，后三个领域则直接涉及社会面临的主要挑战。

优先科学领域1：推进可以预测气体和颗粒物的分布、反应和寿命的基础大气化学知识。

　　预测能力始于对现在发生的大气化学的基本了解。虽然一些预测利用当前的知识可以达到信度水平，但严重的差距和不一致性依然存在。推进大气化学实验、理论、模拟和观测能力可以让大气化学家确认并着手于缩减这些差距，并解决当前对大气成分和化学反应的分歧。

　　解决关键科学差距需要的行动包括：

　　A.在多元污染物和多阶段环境中量化反应速率，了解详细的化学机理，包括从污染的城市到自然边远地区的化学和动力学机制。

　　B.在广泛的时间和空间尺度上，确定和量化重要的大气氧化剂，或其他引起大气化学成分转化和从大气中移除的反应物。

　　C.增强对非均相化学作用对对流层成分的影响的理解。

　　D.理解和量化化学和天气学过程耦合对对流层痕量成分的影响。

　　E.认识和量化涉及平流层化学的化学、动力学和辐射等过程之间耦合的影响。

优先科学领域2：量化变化的地球系统中气体和颗粒物的排放和沉积。 

　　排放和沉积过程控制着大气中气体和颗粒物的浓度和空间分布。对这些分布的预测能力对于评价大气过程对人类、生态系统健康、天气和气候的影响至关重要。对于当前知之甚少的已知源排放和限制性排放的不确定性，例如生物颗粒物，需要就降低不确定性开展研究，也要了解移除活性成分的沉积过程。当人们对技术、能源系统、污染控制、农业和运输等采取新的决策，大气成分源也会随之改变。而自然源受天气条件、土地利用变化、长期气候变化和生物地球化学和生态系统反馈的影响。

　　解决关键科学差距需要的行动包括：

　　A.更好地测定来自人为和自然源的排放及其时空变化和趋势。

　　B.识别干湿沉积移除大气中气溶胶粒子和痕量气体的机理和测量等级。

　　C.确定气象条件，包括温度、降水和极端事件在大气成分排放和移除中的作用。

　　D.确定全球变化和社会选择在大气成分排放和移除中的作用，包括气候变化、能源选择和土地利用等。

优先科学领域3：推动天气和气候模式中大气化学的整合，提高在变化的地球系统下的预报水平。 

　　温室气体和大气颗粒物影响地球辐射收支和大气动力学，从而改变天气，例如，通过改变降水模式和季风环流。气溶胶粒子通过对云和降水的生长、形成和发展的影响，在其中起着关键作用。在全球气候模式中，大气气溶胶粒子浓度对地球云的辐射和分布及辐射特性的影响是全球辐射强迫中最不确定的部分。而与大气成分变化相关的大气动力学和环流的变化（例如，降水模式、季风环流）比辐射强迫的不确定性更多。通过过去十年对气溶胶-云-气候的集中研究，弥合了一些科学差距，但同时更多的没有量化过程被发现。由于需要理解处于中间阶段的许多复杂的系统，目前取得的进展并没有使不确定性整体幅度的减少，未来气候预测能力中还存在重大缺陷。

　　涉及气溶胶粒子和气体的化学反应不仅决定了粒子的形成，还决定了与气候相关的痕量组分从大气中移除的过程。因此，大气化学在估计许多大气成分的寿命、污染在大气中的积累能力以及气候和天气影响中发挥着关键作用。一些区域气候变化研究（季节到年际，或者更长时间尺度的）或者天气预报已经将各种分布的气溶胶粒子或臭氧纳入其模式中。大气化学研究者需要继续与气候和天气研究者在一些关键领域开展合作，将大气成分在气候和天气中扮演的作用纳入动力学模式。

　　大气化学家需要与气候和天气学家开展合作解决如下几个关键科学差距：

　　A.确定全球大气痕量气体和气溶胶粒子的分布和变化，更好地理解它们与气候相关的特征。

　　B.了解在自然和人为扰动的环境中气溶胶粒子作为云微物理和降水效率调制器的作用。

　　C.准确描述大气成分的复杂化学和物理演化，这可以用于进行大气化学状态对气候和天气影响的鲁棒预测模式中。

优先科学领域4：了解控制着对人体健康最有害的成分的源和大气过程。 

　　对于大气气体和颗粒物对人体健康产生负面影响已经有很多记载，包括慢性和急性影响导致死亡率和不同类型的发病率。据估计，世界范围内，有1/8的过早死亡由于空气污染导致（每年超过700万人）。然而，对导致这些后果和在其中发挥潜在协同作用的特定化学组分还没有被很好地了解。提高大气化学研究技术（例如，模式、分析方法和仪器）对于理解对人体健康产生负面影响的空气污染物的特性、来源和结局是必要的。

　　大气化学研究者要与暴露学、流行病学和毒理学研究者合作，解决如下几个关键科学差距：

　　A.了解对人体健康有影响的大气痕量成分的组成和转化的机理，以开展预测研究。

　　B.量化影响人体健康的大气成分的分布。

　　C.确定室内环境中对大气化学和人体健康有影响的独特源和化学反应。

优先科学领域5：了解自然和人工生态系统中大气化学和生物地球化学之间的反馈机制。

　　生物地球化学循环控制着生命所必需的元素，并将大气化学与海洋、固体地球、陆地和海洋生物圈联系起来。这种化合物交换与全球粮食安全（例如，农业和渔业）和某些能源（例如，生物燃料和木材）密切相关。这些交换过程受人类活动和全球气候变化的影响，并直接关系到自然和人工生态系统健康。此外，生物地球化学循环和生态系统健康通过调节生物圈碳吸收、温室气体交换和气溶胶粒子前驱物，在气候中发挥着核心作用。最后，有毒成分（例如，汞）的生物地球化学循环直接影响着生态系统和人体健康。

　　本主题主要科学目标包括：了解元素通过地球系统各个组分的循环；大气营养物和污染物的沉积对自然和人工生态系统的影响；生态系统对大气的反馈作用。新的实验室和野外研究需要刻画这些大气化学过程的特征，以便为未来预测模式所用。

　　大气化学研究者需要与海洋、土地利用和其他地球科学研究者合作，解决如下几个关键科学差距：

　　A.对全部大气痕量气体和颗粒物沉积进行量化，并将这些与生态系统的响应联系起来。 

　　B.识别和量化全球大气中营养物和污染物的化学组成、转化、生物有效性和迁移，以及它们与生物圈的相互关系。

　　C.识别全球变化下大气化学和生物圈之间的相互影响。

促进大气化学研究的纲领性和基础设施优先事项 

　　为了了解当前大气化学领域的趋势，以及不同联邦集团在这一领域支持的研究重点，委员会从五个政府机构索取了信息。总的说来，委员会的判断是，大气化学学科在过去几十年里一直在扩大，但在该领域的研究经费的数量并没有大幅增加。

　　在这样的背景下，该委员会提出了未来十年帮助支持优先科学领域研究的行动建议（见图S.2）。这些行动建议主要是针对NSF大气化学计划，包括开发“工具”，收集、分析和交换数据，以及加强大气化学和其他研究领域的合作。 

　　

开发大气化学研究工具

　　实验室实验、现场观测和遥感观测中使用和部署的仪器是大气化学家使用的关键工具。新的分析技术、仪器和仪器平台对于支持上述优先科学领域研究是必需的。同时，一系列的模拟工具是开展大气化学预测的核心。在发展下一代工具中，NSF将与产业和其他政府资助机构一起发挥关键作用。 

　　NSF的主要研究仪器计划（MRI）和小企业创新研究/小企业技术转移研究计划（SBIR/STTR）已取得有价值的突破性技术，能够推动大气化学的研究进展。然而，NSF通常没有将这些技术用于开发高风险、高回报的大气化学领域仪器的建议。委员会鼓励大气化学计划与其他NSF计划和董事会更密切合作，为仪器和测量平台的开发提供更多支持机制。对于那些在生成准确可靠的数据前，需要长时间的研发和测试的新的仪器和技术，大气和地球空间科学部（AGS）需要有提交相关建议的可行机制。

　　现在有很多各种时空尺度上的可用的建模工具和技术方法，需要为了解大气化学的复杂问题开发一个包含各种方法的广泛的工具包。大气中化学和传输的迥异时空尺度对建模及有效地跨尺度整合的方法论都是重大挑战。NSF应该继续投资于大气化学和示踪运输模型的开发和应用，内容从开发和整合理论化学到预测全球组分。NSF也需要强调在不同空间尺度（城市到全球）和时间尺度（天气到气候）的建模，以促进不同机构和NSF部门间的合作与协调。

　　

大数据时代信息的收集、分析和归档

　　长期测量数据的收集能够看清在单次测量项目中体现不明显的趋势。美国目前对在不同代表性环境下开展长期定位观测研究的支持还不充分。改变这种状况需要科研团体和多重基金机构大规模的协调合作。

　　建立对区域光化学、气象、生态系统特征和生物圈-大气圈交换过程具有核心观测能力的长期观测网是制定新测量计划的关键。尽量利用其它项目现有的基础设施建立分布式的研究网站是最具成本效益的。一个跨部门小组应优先考虑长期观测网并确定如下几点： 

　　• 需要的基础设施； 

　　• 观测网是集中管理还是由个别学术带头人管理； 

　　• 每个站的核心测量要素； 

　　• 观测网收集的样本的归档程序； 

　　• 支持基金决策的标准和审查过程。

　　

　　加强数据分析后，问题的答案往往就清晰了，例如，集成和分析现有数据集可以用于测试各种体系的模式，并指导未来的研究方向。然而，为深入分析或再分析现有数据集而深度挖掘实测数据的资金往往是不够的。为此，提供更长期的拨款或向主要研究者追加支持资金继续开展研究是必要的。NSF亦应该鼓励和支持开展数据挖掘的新项目，以成本效益好的方式推动大气化学研究议程。对于某个分支领域，NSF可以投入专门资金，鼓励利用计算机科学领域开发的强大的数据挖掘技术，分析现有的高质量的数据集，并利用卫星、场测量和模式进行详细的对比。

　　

　　随着大量的多维的数据集的持续产生，大气化学研究中对大宗“大数据”的管理正变得越来越普遍，这些数据集的管理需要越来越多的资源。建立有效的归档、分享和数据挖掘机制是必要的，包括使之能够轻松的获取，提供给广大的科学工作者和公众。

　　当前数据的可获得性参差不齐，有些通过数据中心获得，而有些只能从个别科学家处获取。机构（尤其是NASA和NOAA）分别维护数据，且没有统一的数据格式整合模式和测量结果。NSF资助的研究需要数据管理计划，但目前大气化学领域还没有中央协调的数据归档和共享系统。

　　NSF应该要求其以后资助的数据可以快速访问，并能够与以前的数据相比较。委员会建议为大气化学提供集中的系统支持数据管理，除了为数据归档、访问、透明度提供设施，集中管理的责任还在于保证数据集管理与专家的工作相关联，以及保证提供充足和标准的文档和元数据。NSF可以率先与其他联邦和州政府机构协调，建立这样一个系统。

　　

　　

必要的合作 

　　了解和解决社会面临的挑战依赖于对多学科知识的综合，包括物理、生物以及社会科学和工程学。尽管在NSF有鼓励跨学科研究的计划，但委员会担心支持跨学科研究的机制会遭遇NSF的章程和审查体系的障碍。跨学科研究通常需要长期的资金支持，靠NSF的典型3年制基金很难达到效果。

　　对于特定的大气化学科学优先重点跨学科计划，NSF大气化学计划应探索解决面临的问题的多重选择。在一些NSF部门，一个行之有效的方法是资助那些汇集分散在各地的不同领域专家的虚拟或实体中心。其他选择包括资助小的有针对性的小组以从多学科整合必需的专业知识、确定和改变那些阻碍跨学科整合的组织形式以及在方案评估中强调“跨学科整合”的价值。

　　

　　过去对大气化学的理解和应用成功地改善了世界很多地方的空气质量。尽管在美国排放已经在下降，空气质量在提高，但很多人仍然生活于高污染水平的地区。与美国代表性不足的群体和国际团体合作对于提高对大气化学及其对人类活动影响的全球理解是必要的，尤其是在空气污染的长距离传输的重要性已经变得非常明显的情况下。

　　了解控制区域空气质量和全球大气化学的各种过程的相互作用通常需要与非传统性大气化学群体建立实验计划，尤其是与国外的群体。这项工作可能需要非传统性的或国际的合作伙伴关系，在某些情况下，可以鼓励地方科学能力建设。通过美国大气化学家和发展中国家科学家的合作，建设这些国家的专家能力和区域观测模拟能力，是解决全球空气质量问题的一个可持续的途径。一种可能选择是在发展中国家建立观测网，作为全球科学观测网的一部分。另一种选择是向发展中国家科学家转让测量和模拟能力。还有一种是利用公众科学为美国缺少服务的社区解决空气质量问题。

　　NSF已经做了大量的工作以促进国际合作。NSF的内部活动（例如，国际研究与教育伙伴关系）以及跨美国多部门的活动（例如，加强参与研究的伙伴关系）对于促进全球研究计划和全球大气化学领域能力建设都很重要。

　　

国家中心的作用 

　　解决当前的科学问题需要大量的资源和专业知识来开发、维护和操作一系列的仪器、平台和实验室工具，同时，需要大量的专业知识和计算机资源来开发和运行复杂的天气、化学和气候模式。一个国家中心是提供这些观测和计算能力的最优选择，因为（1）拥有专业知识的中心团队对于维护这些复杂的功能是最有效的；（2）NSF的竞争过程适用于决策支持主要研究者（PIs）个人或群体获取的这些能力；（3）中心可以促进研究合作，以识别和解决关键科学和社会问题。国家中心可以为广大的研究者提供这些资源和专业知识，尤其是那些直接受NSF资助，直接为科学进步做出贡献的人。此外，国家中心还能够通过举办职业生涯各阶段的大型交流访问、促进合作、举办会议和研讨、牵头科学评估等将这些研究者联系在一起。

　　NCAR作为联邦资助的国家中心，致力于大气科学研究，其中大气化学是其基本分支之一。大气化学在NCAR的很多部门都有研究，尤其是在地球观测实验室（Earth Observing Laboratory）和大气化学观测与模拟实验室（ACOM）。ACOM是NCAR与大气化学界联系的主要部门，不过大气化学界总是在质疑ACOM怎样才能发挥令人满意的作用。

　　过去十年左右，ACOM的能力减弱了，其中包括一些杰出的大气化学家离开了。同时期，ACOM推进科学家为很多项目提供仪器、测量和模式，做这些工作对科学家来说减少了从事自己的研究或发展兴趣的时间。

　　委员会相信，对于NCAR来说，发觉自己在大气化学研究中独一无二的作用很重要，其中包括补充和加强更广泛的团队合作研究，以及从大学、联邦实验室和私营部门雇佣个人主要研究者（PIs）。NCAR可以按照上述国家中心的作用，以及NCAR初始创建章程，调整其战略愿景，提高其在大气化学研究领域的地位。为了实现该愿景，NCAR需要与NSF协力，提供强有力的领导及战略资源配置，并对平衡科学成果和社会服务进行指导。

　　总之，需要加强竞争性资助（competitively funded）的NSF大气化学计划和对NCAR的灵活资助（facility-funded）NSF计划之间的伙伴关系，如果该愿景能够实现，NCAR就可以在促进大气化学更大的科学发展中发挥关键作用。

　　

结语

　　大约30年前，大气化学学科对科学和社会的作用尚处于重新定义的阶段。大气化学研究在传统学科，如化学、物理、生物、地质、海洋、气象、工程等中拥有其基础，随着学科的发展，大气化学已经成为一门成熟的基础科学学科。

　　现在，大气化学研究是地球系统及人类影响的预报能力建设的重要组成部分。大气化学涵盖了广泛的主题，整合了如何理解与气候系统、天气、生态系统和人类社会相关的大气基础化学。大气化学相关挑战不外乎是关于我们星球和人类的健康。委员会为未来大气化学寻求根本性的转变以满足其双重角色的要求，即为了从根本上了解地球系统和基本的化学、物理和生物学过程进行观测、学习和发现，同时为应对那些直接对社会造成影响的挑战做出重要贡献。单纯的大气化学研究并不能解决全球气候变化问题或空气污染对人类和生态系统健康的影响问题，但如果没有大气化学知识，这些问题将得不到解决。

　　要在这些方向上取得进展，需要NSF、其他机构以及大气化学界作为一个整体共同努力，需要投资，需要意愿。在这项研究的过程中，在与很多大气化学界人员谈话后，委员会相信，大气化学界已经为应对这些挑战做好了准备。未来的大气化学研究依赖于大气化学界继续推进科学知识，并将这些成果应用于改善我们的世界。