自从人类诞生以来，人类的生活就没有一刻离开过大气。在地球生物赖以生存的地球大气中，不仅包含了氮气、氧气，还包含了浓度很低的诸如二氧化碳、水汽、惰性气体以及化合物等许多的大气成分，它们不仅有气体成分，还有固体和液体成分，具有非常复杂的物理、化学等特性，并直接或间接地影响我们的生活。 

 

　　大气成分：给地球环境、全球气候和生态系统带来重大影响

 

　　随着工业化革命的到来，机器大工业逐渐替代了手工业，人类活动不断加剧，伴随着大量化石燃料的使用、森林砍伐、生物质燃烧、汽车尾气排放等，使得局地、区域和全球尺度的各种大气成分的浓度和空间分布均发生了显著变化，由此而引发了全球变暖、臭氧层破坏、酸性沉降、空气质量下降、大气能见度降低等一系列问题，给地球环境、全球气候和生态系统带来了重大影响，对当今人类社会可持续发展构成了巨大威胁，也使科学界和各国政府面临着严峻挑战。

 

　　历史上就曾发生过多起世界瞩目的严重的空气污染恶性事件：如1952年12月的英国伦敦发生光化学烟雾，4天约造成4000人的死亡；1962年伦敦的光化学烟雾又使700多人丧生。近几十年来，干旱、洪涝、高温、暴雨、沙尘暴等极端天气、气候事件频发，这些事件的发生均与大气成分的变化有着极为密切的联系。

 

　　如今，一系列的重大生态、环境问题不仅是国际学术竞争中的热点领域，还涉及政治、经济、环境、外交等方方面面，大气成分的观测与研究已经成为国际科学前沿关注的焦点，同时，也事关国家安全和环境外交。

 

　　因此，建立大气成分观测网，开展大气成分及相关特性的长期、准确和可靠的观测，认识大气成分及其变化，开展大气成分的预测、预报，并以此为基础提高天气预报的准确率和气候预测的可靠性，应对由大气成分变化导致的气候变化和恶性灾害事件，实现人与自然的和谐统一，促进经济、社会、人口、资源和环境等的协调发展，是维护社会发展和经济增长的重要内容之一。

60个国家近400多个本底监测站加入全球大气观测网

 

　　上世纪70年代，世界气象组织（WMO）协调建设了背景大气本底污染监测网（BAPMoN），开始对温室气体、反应性气体、气溶胶、降水化学等进行观测。随着全球变化问题的日益突出，WMO又于1989年开始组建全球大气观测网（GAW），在全球范围内开展大气成分本底观测，经过十几年发展，已成为当前全球最大、功能最全的国际性大气成分监测网络，可以对具有重要气候、环境、生态意义的大气成分进行长期、系统和精确的综合观测。目前已有60个国家近400多个本底监测站（其中全球基准站24个）加入GAW网络，并按照GAW观测指南的要求，开展了大气中温室气体、气溶胶、臭氧、反应性微量气体、干-湿沉降化学、太阳辐射、持久性有机污染物和重金属、稳定和放射性同位素等的长期监测，涉及200多种观测要素。美国、欧洲和加拿大等国家分别建立了IMPROVE、EMAP、CAPMon观测网络，关注诸如温室气体、气溶胶和臭氧等大气成分的变化。

 

　　我国在大气成分本底变化观测研究方面的起步稍晚于西方发达国家。20世纪80年代初，中国气象局在联合国下属机构（UNDP、UNEP、WMO等）支持下，利用国外提供的仪器设备和技术，陆续在北京上甸子、浙江临安和黑龙江龙凤山建立区域大气本底站；1994年建立中国大气本底基准观象台（瓦里关基准站），开展了包括温室气体、气溶胶、反应性气体、降水化学、辐射、常规气象等的长期监测。中国气象局3个新建区域大气本底站（云南、新疆、湖北）的科学实验和论证工作正在开展。最近，中科院系统依托其生态系统研究网络（CERN），在全国范围陆续建立5个大气成分要素观测站（东北长白山、西南贡噶山、华北兴隆、华南鼎湖山、西北阜康）。国家环境保护总局也于近期开展了区域大气本底站的建设。另外，其他一些科研机构、大学等也开展了零散的大气成分观测研究。

 

　　2005年至2006年，在国家科技部组织下，中国气象局的瓦里关、上甸子、龙凤山和临安四个本底站先后经过磷选，步入了国家大气成分本底野外研究台站系列。

 

　　中国气象局在已建沙尘暴站网基础上，在关键和典型地区初步建成了中国气象局大气成分观测站网，实现了对气溶胶质量浓度、数浓度、吸收特性、散射特性、光学厚度等的网络化的观测与运行；同时，还进一步加强了酸雨观测站网的能力建设，实现了酸雨观测的信息化传输与处理。大气成分观测网络的主要任务是为大气科学和环境科学等相关学科的发展提供野外观测平台，为我国的大气成分观测、预测、预报，为气候预测、预估以及国家气候与环境外交谈判、区域大气污染控制等提供基础资料和科学依据。

 

　　当前，国际上大气成分和大气化学的研究领域和内容不断扩展和深入、观测要素成倍增加，观测平台日益多样化、立体化，包括地基、海洋、船舶、探空、飞机和卫星遥感观测等。

 

　　大气成分观测主要以在线连续观测为主，在典型气候、生态区和人类活动影响较大的主要经济区域开展气溶胶、温室气体、反应性气体、大气臭氧、降水化学等观测。