臭氧层的作用对地球上的生命是至关重要的,这些作用又是不互相关连的,还有些作用对人类是不利的。
1.吸收紫外-B带紫外光
太阳光谱中,能达到地球表面的有紫外光和可见光,其中紫外-B带的紫外光能被O3吸收。紫外-B带紫外光的波长范围是240~320nm,紫外线波长为200~400nm,紫外线可以促进人类皮肤上合成维生素D的反应,这对骨组织的生成及保护起有益的作用,但紫外-B带的过量照射可以引起皮肤癌、免疫系统和眼的疾病,对动植物也有伤害。因此,臭氧层能吸收紫外-B带紫外光,就保护了地球上的生命。臭氧层能让太阳光中的可见光通过,而吸收掉99%以上的有害紫外辐射,所以有人称臭氧层为地球生命的“保护神”、“保护伞”或“臭氧屏障”,这是对臭氧层有利作用的肯定。
2.臭氧层引起逆温现象
臭氧吸收紫外辐射,必然要升高温度,这就使得平流层升温,使得平流层的温度随高度升高而升高,造成逆温现象。这种逆温现象与对流层的逆温现象一样,增加了大气的稳定度,意为大气的上下对流很难进行,大气中排出的废物在垂直方向混合很慢,但它们在水平方面的传播和比较快,在一个星期左右就能传播到地球上所有经度的地区,几个月内可以达到所有纬度的地区。因此,那些破坏臭氧层的物质,无论在地球的什么地方排放,都会在全球扩散开来,于是,像CO2一样,臭氧层的问题也成为全球问题,任何一个国家和地区要想保护它上方的臭氧层是无能为力的。
3.臭氧是温室气体
前一节已述及温室效应的问题,O3也是一个温室气体,它在大气窗口的波长段有吸收,对流层的O3增加,对大气温度升高会有所贡献,因此,在贴近地面的对流层中O3浓度的增高会引起温室效应的加强,这是对人类的不利作用。
4.光化学烟雾形成的臭氧
光化学烟雾是汽车等排放的尾气在阳光的作用下形成的二次污染物,O3也是光化学烟雾中的主要成分之一,会造成对人类呼吸系统的损害,并对动植物造成伤害,所以,在对流层底部,局部地区出现的q浓度增高会引起大气污染加剧。