大气臭氧层对于我们生活的意义
臭氧（分子式O3）是大气中自然存在的微量气体，具有一种与氯气相似的刺鼻的淡臭味，所以得此名。气态臭氧呈天蓝色，在液态时变成暗蓝色，在固态时几乎是黑色的。臭氧的熔点是-250℃，沸点为-111℃。
与我们可以呼吸到的氮气、氧气等气体有所不同，臭氧仅占大气体积的千分之一左右，且主要存在于大气的平流层，约15~30公里的高度范围内，也就是我们俗称的"大气臭氧层"，在20公里附近，臭氧浓度最高，因此，在我们生活在地面上，是基本呼吸不到臭氧的。虽然臭氧在大气中仅占微小的比例，又远离我们的日常生活，但其对地球的生命，环境乃至气候都至关重要，总结出以下几个方面：
1对生命的保护作用。
大气中的臭氧吸收了大部分对生命有破坏作用的太阳紫外线，对地球生命形成了天然的保护作用。太阳紫外线中波长小于290纳米的部分被平流层臭氧分子全部吸收，但波长为290-320纳米，也就是通常所说的UV-B波段的紫外线也有90%被臭氧分子吸收，从而大大减弱了它到达地面的强度。如果平流层臭氧的含量减少，则地面受到的UV-B段紫外辐射的强度将会增加。可以说没有臭氧，地球上的生命就无法存在。
2对环境的影响。
在对流层中，臭氧是一种有害的污染物，是光化学烟雾的组成部分，工业生产和自然过程如闪电，都会增加对流层中的臭氧含量。
3对气候的影响。
臭氧是引起气候变化的主要因子，同时又是重要的氧化剂，在大气光化学过程中起着重要作用。臭氧吸收了太阳光中的大部分的紫外线并将其转换为热能从而加热大气，也能吸收9-10微米的热红外线，使大气层加热。正式由于臭氧的这一特性，使得地球上空15～50公里的大气层中存在着升温层（逆温层），因此，臭氧对平流层的温度结构和大气运动起决定性的作用，而大气的温度结构对于大气的循环具有重要的影响，臭氧浓度的变化不仅影响到平流层大气的温度和运动，也影响了全球的热平衡和全球的气候变化。除此之外，在对流层中，臭氧因对红外线的吸收作用而被称为温室气体之一。
由此我们清晰地看出，大气臭氧层对于我们生活的意义。但可惜是，在各种人为因素的影响下，大气中臭氧的浓度呈现出不同的变化趋势，一方面是在对流层中作为污染气体和温室气体的臭氧逐渐增加，另一方面作为生命天然屏障的平流层中的臭氧的呈现减少的趋势，特别是在南极，每年的8月份到年底会形成覆盖整个南极大陆的臭氧洞。
为何会有南极臭氧空洞？
为了更好地解释“南极臭氧空洞”这个大气现象，我们在这里首先引入一个概念Dobson，处于纪念发明观测大气臭氧的英国物理学家G.M.Dobso的缘故，国际上通用的臭氧含量的单位为多普生单位，即Dobson (DU)。1个DU相当于在0℃时一个标准大气压下百分之一厘米气柱长度，大气中臭氧的平均柱含量大约为300DU。
南极地区10月份臭氧平均浓度变化（20世纪60年代～20世纪末）
南极臭氧的减少最早是在20世纪70年代由英国科学家通过地面观测首次发现的，上图为南极地区10月份臭氧平均浓度自20世纪60年代到20世纪末期的变化趋势10月份南极臭氧的平均含量从20世纪60年代的300DU到20世纪末期降到100DU左右，几乎减少了三分之二。
到了20世纪70年代末，人类通过卫星首次绘制了南极臭氧分布和南极臭氧洞图像。下面这张图则是搭载在美国雨云7号卫星（NIMBUS-7）上的臭氧总量测绘光谱仪（TOMS）绘制的南极臭氧洞变化图，从图中可以看出，南极臭氧洞从20世纪80年代开始逐步加剧。臭氧洞通常指的臭氧总含量低于220DU的区域。
1980年～1991年南极10月份南极平均臭氧浓度分布
通常来说，南极臭氧洞每年的8月份开始形成，10月初面积达到最大，覆盖的区域甚至超过了南极大陆，臭氧浓度也降到最低水平。通过前面两张图片，清楚地说明了一个问题：南极上空的臭氧层空洞，成一个波动增大的趋势。”王维和简单地总结了一下南极臭氧层空洞的规律，那么究竟是何原因导致了这一现象呢？
关于臭氧洞的成因，目前全世界各国科学家普遍接受的解释是，臭氧洞是由臭氧消耗物质在南极特殊的气象条件下形成的。
在每年南半球的冬季的南极形成寒冷的涡旋，气象学家称之为极涡。极涡的形成将南极大陆的冷空气与外界空气隔绝，使得赤道地区的臭氧无法与南极上空的空气混合。同时，由于极涡内空气的温度可降至-80℃以下，在平流层中形成了特殊的云，即极地平流层云。平流层云滴中含氢、氮、氯的各种化学物质通过光化学过程中被转化成活跃的自由基，迅速将3个氧原子含量的臭氧（O3）分解为分子氧（O2）和原子氧（O），从而破坏了臭氧层，形成了臭氧洞。
风云三号气象卫星观测的2009年南极臭氧洞变化过程（中间白色代表没有观测信号的极夜地区）
至今为止由于尚缺乏在南极地区平流层中这些微量组分的数据，要想彻底地解释南极出现臭氧洞的现象还不可能。通常认为人为因素中主要是由于人类活动排放到大气中的上述三类化学物质增加是破坏臭氧层的主要原因之一。
臭氧层空洞的危害
随着南极臭氧层空洞的不断增大，全球臭氧层的整体的臭氧层浓度减少的情况。例如在北半球中高纬度地区，在青藏高原地区以及其他高原地区也存在臭氧减少现象。王维和指出，这一现象直接威胁到了我们的生存环境。
风云三号气象卫星2009年10月4日青藏高原地区臭氧低值区监测结果，深蓝色区域代表臭氧低值区
10多年来，经科学家研究，得出结论：大气中的臭氧每减少1%。照射到地面的紫外线就增加2%，人的皮肤癌就增加3%，还受到白内障、免疫系统缺陷和发育停滞等疾病的袭击。
现在居住在距南极洲较近的智利南端海伦娜岬角的居民，就已尝到苦头，只要他们走出家门，就要在衣服遮不住的肤面，涂上防晒油，戴上太阳眼镜，否则半小时后，皮肤就晒成鲜艳的粉红色，并伴有痒痛；羊群则多患白内障，几乎全盲。据说那里的兔子眼睛全瞎，猎人可以轻易地拎起兔子耳朵带回家去，河里捕到的鲜鱼也都是盲鱼。
对人类健康影响。
首先是增加皮肤癌，臭氧减少1%，皮肤癌患者增加4%－6%，主要是黑色素癌；其次是损害眼睛，增加白内障患者；最后削弱免疫力，增加传染病患者。
对生态影响。
首先是农产品减产及其品质下降，试验200种作物对紫外线辐射增加的敏感性，结果2/3有影响，尤其是大米、小麦、棉花、大豆、水果和洋白菜等人类经常食用的作物。估计臭氧减少1%，大豆减产1%；其次是减少渔业产量，紫外线辐射可杀死10米水深内的单细胞海洋浮游生物，实验表明，臭氧减少10%，紫外线辐射增加20%，将会在15天内杀死所有生活在10米水深内的鳗鱼幼鱼；最后是破坏森林，据研究，臭氧减少影响人类健康及生态系统的主要机制是紫外线辐射的增加会破坏核糖核酸（DNA），以改变遗传信息及破坏蛋白质。
除了影响人类健康和生态外，因臭氧减少而造成的紫外辐射增多还会造成对工业生产的影响，如使塑料及其他高分子聚合物加速老化。
设想若臭氧层全部遭到破坏，太阳紫外线就会杀死所有陆地生命，人类也遭到"灭顶之灾"，地球将会成为无任何生命的不毛之地。可见，臭氧层空洞已威胁到人类的生存了。
保护我们赖以生存的环境
1995年左右，中央电视台曾经播放过一部一部环保主义的美国动画片《地球超人》，估计很多80后的朋友都还有印象，动画片主要是通过来自地球五大洲的五位少年的历险经历，来告诉人们保护环境的意义。其中大气臭氧层也被当做了一个重点做了介绍，向人们推广，提倡杜绝使用氟利昂作为制冷剂。
“没错，南极臭氧洞形成的因素可能有很多，但是我们需要通过提高自己的环保意识来保护臭氧层，其中很关键的一点就是减少氟利昂的使用。”王维和最后谈到自己的一点看法。
随着社会的发展，保护臭氧层也得到了全世界的认可。为了避免工业产品中的氟氯碳化物对地球臭氧层继续造成恶化及损害，联合国于1987年9月16日邀请所属26个会员国在加拿大蒙特利尔签署了环境保护公约，即蒙特利尔议定书又称作蒙特利尔公约，全名为“蒙特利尔破坏臭氧层物质管制议定书（Montreal Protocol on Substances that Depletethe Ozone Layer）”，该公约自1989年1月1日起生效。蒙特利尔公约中规定各国有共同努力保护臭氧层的义务，凡是对臭氧层有不良影响的活动，各国均应采取适当防治措施，影响的层面涉及电子光学清洗剂、冷气机、发泡剂、喷雾剂、灭火器……等等。
到目前为止，已有150多个政府批准了这项条约。生产和消费氯氟烃（CFCs）和其它消耗臭氧层物质（ODS）已经被奇迹般地减少了将近70%。氯氟烃的重复利用被广泛地采用。而且，臭氧安全技术现在已经可行并被广泛采用。监测表明，大气中消耗臭氧层物质增长速度已经逐渐减慢，大气中甲基溴的含量也已经减少。
但是，臭氧层是脆弱的，只有社会各方面包括消费者不断地支持，保护臭氧层的斗争才能最终赢得胜利。9月16日“国际保护臭氧层日”的确定，进一步表明了国际社会对臭氧层耗损问题的关注和对保护臭氧层的共识。
结语：我们不仅可以看到人类日益紧迫保护臭氧的步伐，而且也发现，即使如此努力地弥补我们上空的“臭氧洞”，但由于臭氧层损耗物质从大气中除去十分困难。预计采用哥本哈根修正案.也要在2050年左右平流层氢原子浓度才能下降到临界水平以下。到那时，我们上空的“臭氧洞”可望开始恢复。臭氧层保护是近代史上一个全球合作十分典型的范例。这种合作机制将成为人类的财富，并为解决其它重大问题提供借鉴和经验。