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臭氧層的作用對地球上的生命是至關重要的，這些作用又是不互相關連的，還有些作用對人類是不利的。
1．吸收紫外-B帶紫外光
太陽光譜中，能達到地球表面的有紫外光和可見光，其中紫外-B帶的紫外光能被O3吸收。紫外-B帶紫外光的波長范圍是240～320nm，紫外線波長為200～400nm，紫外線可以促進人類皮膚上合成維生素D的反應，這對骨組織的生成及保護起有益的作用，但紫外-B帶的過量照射可以引起皮膚癌、免疫系統和眼的疾病，對動植物也有傷害。因此，臭氧層能吸收紫外-B帶紫外光，就保護了地球上的生命。臭氧層能讓太陽光中的可見光通過，而吸收掉99％以上的有害紫外輻射，所以有人稱臭氧層為地球生命的“保護神”、“保護傘”或“臭氧屏障”，這是對臭氧層有利作用的肯定。
2．臭氧層引起逆溫現象
臭氧吸收紫外輻射，必然要升高溫度，這就使得平流層升溫，使得平流層的溫度隨高度升高而升高，造成逆溫現象。這種逆溫現象與對流層的逆溫現象一樣，增加了大氣的穩定度，意為大氣的上下對流很難進行，大氣中排出的廢物在垂直方向混合很慢，但它們在水平方面的傳播和比較快，在一個星期左右就能傳播到地球上所有經度的地區，幾個月內可以達到所有緯度的地區。因此，那些破壞臭氧層的物質，無論在地球的什么地方排放，都會在全球擴散開來，于是，像CO2一樣，臭氧層的問題也成為全球問題，任何一個國家和地區要想保護它上方的臭氧層是無能為力的。
3．臭氧是溫室氣體
前一節已述及溫室效應的問題，O3也是一個溫室氣體，它在大氣窗口的波長段有吸收，對流層的O3增加，對大氣溫度升高會有所貢獻，因此，在貼近地面的對流層中O3濃度的增高會引起溫室效應的加強，這是對人類的不利作用。
4．光化學煙霧形成的臭氧
光化學煙霧是汽車等排放的尾氣在陽光的作用下形成的二次污染物，O3也是光化學煙霧中的主要成分之一，會造成對人類呼吸系統的損害，并對動植物造成傷害，所以，在對流層底部，局部地區出現的q濃度增高會引起大氣污染加劇。
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