北太平洋を中心に大気と海洋の物質循環動態リンケージについて、海洋表層（有光層約200 m以浅）と海洋大気境界層（海面から約2 kmまで）を研究対象域として絞り込み、4研究項目で取組む。 大気現象の擾乱による海洋生態系への影響の主要因を明らかにし、海洋生態系の応答と連鎖を解明する。 その過程において、生物起源気体が生成・放出する過程と放出フラックスの直接測定や長期的なフラックス変動を観測する。 放出された気体の酸化過程に伴う粒子化と新生エアロゾルの直接測定を試みる。 これらの過程をシミュレーションし、気候変化に対する海洋生態系の応答を予測可能とすることが本研究領域の目的である。

本領域研究を構成する総括班は、学識経験者の評価担当者を含み、全体的な研究方針、研究班合同の船舶観測や陸上観測の企画調整、研究の進捗状況の把握をし、研究戦略を立てることが目的である．