大气臭氧层主要有三个作用。

其一为保护作用，臭氧层能够吸收太阳光中的波长300μm以下的紫外线，保护地球上的人类和动植物免遭短波紫外线的伤害。臭氧层犹如一件宇宙服保护地球上的生物得以生存繁衍。

其二为加热作用，臭氧吸收太阳光中的紫外线并将其转换为热能加热大气，大气的温度结构对于大气的循环具有重要的影响，这一现象的起因也来自臭氧的高度分布。

其三为温室气体的作用，在对流层上部和平流层底部，即在气温很低的这一高度，臭氧的作用同样非常重要。如果这一高度的臭氧减少，则会产生使地面气温下降的动力。因此，臭氧的高度分布及变化是极其重要。

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