【人类活动对臭氧的影响】（ozone content influenced by mankind activity）人类在生活和生产活动中向大气中排放各种比学物质，引起大气中臭氧含量的变化。在太阳紫外线作用下，平流层中形成臭氧层。各种氧化氮（NOx）、氧化氛（ClOx）和氨气（Cl）在大气化学反应中对臭氧起破坏作用。HOx也可促进臭氧的分解，但它的影响主要在40km以上，它主要来自水。NOx与HOx反应可形成HNO3，从而减弱了它们的作用。氮素主要来源于地面释放到大气中的N2O，使平流层中NOx含量增加，这是农业效应引起的，但在最近的将来，尚看不出它会引起臭氧层的显著变化。氧化氯的来源是由于工业和民用中日益增多的氟利昂和甲烷，伴在大气中释放。特别是氟利昂11（CFCl3）扣氟利昂12（CFCl2）。预计在平流层中ClOx的浓度将会增加，而它的清除速度是很慢的，平复时间要几十年。不考虑经纬度的变化，理论计算指出，以1972年的排放标准，长时间连续释放CFC13和CFCl2，臭氧量平均减少10％。臭氧吸收2800－3200A太阳紫外线（R带），对人类和生物有保护作用。臭氧减少l％，紫外线（B带）约增加1．5—2．0％，臭氧减少10％，紫外线（ B带）就要增加20％。紫外线（B带）可引起皮肤癌，它们在数量上有伴随增减的关系。臭氧减少还将影响平流层的热平衡，使平流层温度降低。平流层顶部减温10℃，地面温度变化可达几分之一度。臭氧变化对地球环境的影响是一个复杂的问题，尚待进一步研究。

自然界中的臭氧有90%集中在距地面15km～50km的大气平流层中，也就是人们常说的臭氧层。但即使在那里，10万个气体分子中也只有1个臭氧分子，总的累积厚度平均也仅0.3厘米左右。然而就是这一层薄薄的臭氧层，能吸收来自太阳光中90%波长为220～330nm的紫外线辐射，使地球上的生物免遭其伤害。如果没有臭氧层的保护，所有紫外线会落到地面上，那么日光晒焦的速度将比夏天的烈日下快50倍，几分钟内，地球上的树木全被烧焦，所有生物都将被杀死，生机勃勃的世界就会变成荒漠及焦土。

1985年，英国南极考察队约瑟夫·法曼在南极的哈雷兹上空用仪器观察大气中臭氧层的变化，发现出现了一个面积接近美国大陆的“臭氧空洞”。这个空洞在不断移动不断扩大，到1999年，臭氧空洞的面积接近三个中国大陆，深似珠穆朗玛峰。

氟氯烃（商品名为氟利昂）、氮氧化物等消耗臭氧的物质是臭氧层破坏的元凶。氟氯烃是一类含有氟和氯的有机物。它在日光照射下分解产生的氯原子是破坏臭氧层的“罪魁祸首”。臭氧层被破坏，对人类和生物的影响是多方面的。首先，会降低人体的免疫功能，诱发皮肤癌、白内障等疾病。其次，过量的紫外线辐射会削弱光合作用，严重阻碍农作物和树木正常生长，使农作物减产，并会杀死海洋浮游生物。

保护臭氧层是一个迫在眉睫的全球性问题，已引起世界各国的关注。1985年和1987年在联合国环境规划署的推动下，分别制定和达成了《维也纳保护臭氧层公约》和《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，世界各国纷纷采取各种措施，减少并逐步停止氟氯烃等的生产和使用。1994年确定每年的9月16日为国际保护臭氧层日。1999年12月2日国际保护臭氧层大会在北京召开。

人类活动通过平流层臭氧耗损来影响气候，这对地表有微弱的降温作用；还可以通过改变土地利用方式导致地表反照率的变化来影响气候（主要是增温效应）。然而与温室气体的效应比起来，这些影响相对较小。

臭氧损耗导致更多的紫外辐射到达低层大气，并降低了与臭氧有关的温室效应。由于后者占优势，导致了近几十年地表的轻度降温。在蒙特利尔协定中制定的减少平流层臭氧损耗的相关措施影响下，专家认为这种损耗将趋于稳定并将有所逆转。

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对臭氧层损耗的研究最早是20世纪70年代开始的。早期关注的是一些自然事件对臭氧总量的影响，如太阳活动爆发造成粒子流大量轰击大气层，此外，因天气过程导致中、低纬度“微型臭氧洞”现象频率的变化也是臭氧层损耗现象。火山爆发向平流层输送大量的硫化物或硫酸盐粒子，改变了平流层的温度、动力学和光化学过程，以及气溶胶粒子表面的多相化学反应也可导致自然的臭氧层损耗。如1991年的皮纳图博（Pinatubo）火山爆发后，1992—1993年全球平流层臭氧出现损耗。

虽然1974年在实验室发现氟利昂（CFCs）可以导致平流层臭氧减少的现象引起了关注，但是就人类活动是否对臭氧层损耗产生影响却一直争论不休。直到1985年以后，随着南极“臭氧洞”的发现及其机理研究的深入，这一争论才尘埃落定。科学家的研究成果也很快得到承认和肯定。1995年度诺贝尔化学奖授予了早期对臭氧损耗化学机理开创性[BF]工作的三位科学家，克鲁岑（Crutzen），莫利纳（Molina）和罗兰（Rowland）。现在没有人怀疑来自人类排放的CFCs、哈龙（Halons）是造成极地地区臭氧层损耗的重要原因之一了。

我国处在中、低纬度地区。虽然臭氧层损耗远没有南极“臭氧洞”那样明显，但是地面与卫星观测显示了我国上空从1979年以来的臭氧总量确实呈明显的下降趋势，卫星资料观测以及地基资料验证也表明，在我国青藏高原地区夏秋季节也出现了显著的臭氧低值现象。

臭氧层损耗监测主要是对臭氧总量的监测。监测的方法，按观测平台来分可分为地基、空基和天基，按观测的内容来说，可进行臭氧总量或臭氧在大气中垂直分布的监测。

地基观测主要是利用臭氧在紫外或红外波段的吸收，用差分吸收方法来确定臭氧总量。典型仪器主要包括Dobson臭氧分光光谱仪，Brewer分光光谱仪和前苏联广泛使用的M83截止滤光片式光度计。此外，20世纪80年代后，法国科学家发明了利用曙暮光中的红外光进行臭氧总量观测的仪器（SAOZ），主要布置在高纬度低太阳高度角地区进行观测；而20世纪90年代末发明的便携式光度计（MicrotopsII）在一定程度上可满足低纬度地区低准确度臭氧总量的观测。但较准确的地基臭氧总量观测仪器主要是Dobson和Brewer分光光度计。针对这两种仪器，世界气象组织有着较严格的标准和标准传递体系，其中Dobson仪器一级标准设在美国夏威夷MaunLoa站（第83号Dobson仪器）。中国科学院大气物理研究所监测臭氧总量的Donson仪器是参照设在日本气象厅Dobson#113标准。Brewer仪器的标准主要是设在加拿大气象局的三台Brewer仪器组成的臭氧总量标准。20世纪90年代，欧盟在西班牙组建了三台利用BrewerMKIII型双光栅光谱仪组成的标定系统。

臭氧垂直分布观测主要是利用臭氧探空、飞机以及激光雷达。目前运用较广泛的是气球携带臭氧探空仪进行臭氧浓度垂直探测，探测高度一般从地面到30km以上。飞机观测主要利用飞机起降过程中仪器探测臭氧浓度的垂直分布，或者利用机载激光探测对流层或平流层臭氧垂直分布。

由于臭氧主要分布在平流层，极轨卫星遥测臭氧总量已成为对全球大气臭氧损耗监测的重要的手段。卫星遥测臭氧总量的理论研究是20世纪60年代提出的，但是直到1978年11月美国航天航空局才在云雨7号卫星上携带TOMS光谱仪（TotalOzoneMappingSpectrometer）开始了全球臭氧总量监测。此后，在平流层气溶胶和气体实验（StratosphereAerosolandGasExperiment，SAGE）卫星上，又巧妙地利用掩星或临边扫描技术遥测臭氧的垂直廓线分布。随着仪器光谱探测精度的提高和反演算法的发展，卫星在监测大气臭氧总量和垂直廓线分布中起着越来越重要的作用。此外还有1995年欧洲空间局发射的环境遥感卫星中的全球臭氧监测实验（GlobalOzoneMonitoringExperiment，GOME）平台，以及目前还在轨的极光（Aura）卫星中的臭氧监测仪器(OzoneMonitoringInstrument，OMI)平台。但卫星遥测的臭氧总量或臭氧垂直廓线分布数据还不断地需要地基观测数据验证。

我国科学家在20世纪90年代成功研制了臭氧总量监测仪器，臭氧探空仪和臭氧激光雷达。从国际地球物理年(1957—1958年)开始，中国科学院先后在北京、武汉(后移至昆明)开始用Dobson臭氧仪监测大气臭氧。1979年在河北香河、1980年在云南昆明相继开展了臭氧总量业务监测。20世纪90年代开始，中国气象科学研究院利用世界气象组织推荐的全自动Brewer臭氧分光光谱仪，先后在青海瓦里关全球大气本底站、黑龙江龙凤山区域大气本底站、浙江临安区域大气本底站和南极中山站进行臭氧总量长期观测。这些站点与中国科学院设在河北香河和云南昆明的两个Dobson观测臭氧总量仪器组成了中国大陆地区臭氧总量观测站网。2007年中国气象局已开始在西藏布设臭氧总量仪器开展业务观测。中国香港和台湾也布设了类似的监测站点。

臭氧层损耗与人类活动密切相关。人工合成的一些含氯和含溴卤素化合物进入了平流层，最典型的是CFCs和Halons。强烈的紫外线照射使进入平流层的CFCs和Halons分子发生离解，释放出高活性的原子态Cl和Br，Cl和Br也是自由基，二者是破坏臭氧层的主要物质，它们对臭氧的破坏以催化的方式进行

科学家指出，人工合成的一些含Cl和Br的物质是造成南极臭氧洞的元凶，最典型的是CFCs和Halons。

越来越多的科学证据证实Cl和Br在平流层通过催化化学过程破坏臭氧是造成南极臭氧洞的根本原因。人为释放的氟利昂和哈龙等化合物在对流层十分稳定（化学惰性），经过一两年时间，这些化合物会在全球范围内的对流层均匀分布，然后主要在热带地区上空被大气环流带入到平流层，风又将它们从低纬度地区向高纬度地区输送，在平流层内混合均匀。在平流层内，强烈的紫外线照射使氟利昂和哈龙分子发生离解，释放出破坏臭氧层的原子态的氯和溴的自由基。由于气候异常寒冷，以及南极平流层云的存在，全球环境中此处的臭氧层破坏问题最为严重。冬季南极地区极低气温形成的大气“极地涡旋”及“极地平流层云”会造成Cl2、次氯酸（HOCl）等“化学催化物”的积聚，加上春季到来的太阳紫外线条件，臭氧损耗的化学催化过程就开始了。当更多太阳光到达南极，南极地区的温度上升，气象条件发生变化，南极涡旋逐渐消失后，南极地区臭氧浓度极低的空气传输到地球的其他高纬度和中纬度地区，就造成全球范围的臭氧浓度下降。

臭氧总浓度的减少是在全球范围内发生的。北极也发生与南极同样的空气动力学和化学过程，北极上空的臭氧也在不断地减少。但由于北极不存在类似南极的冰川，加上气象条件的差异，北极涡旋的温度远较南极高，而且北极平流层云的量也比南极少得多，此外，下垫面能否形成从下向上传播的重力波是极地涡旋能否维持的重要原因。南极大陆四周是海洋，极地涡旋形成后受到干扰较小，从形成到消退所需时间尺度是以季节为单位的；而北极地区，由于下垫面非均匀性，从对流层向平流层传播的行星波干扰到北极地区极地涡旋维持时间，使得极地涡旋形成后很容易破裂，因此，大规模臭氧损耗主要在南极地区上空的春季，而不是在北极上空。南极臭氧洞的形成是包含大气化学、气象学变化的非均相的复杂过程，其根源是地球表面人为活动产生的CFCs和Halons。令科学家和社会各界忧虑的是，CFCs和Halons具有很长的大气寿命，一旦进入大气就很难去除，意味着它们对臭氧层的破坏会持续一个漫长的过程。因此，臭氧层受到来自人类活动的巨大威胁。

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对流层臭氧浓度增加严重影响着人类健康、生态环境，也威胁着区域气候。自1839年德国科学家舒贝因（Schonbein）发现臭氧以来，大气臭氧的研究经历了160多年的历史。随着洛杉矶光化学烟雾事件的发生以及南极“臭氧洞”问题的提出，臭氧研究引发了科学家们更多的关注。特别是近些年来，欧美等诸多发达国家在经历了工业化迅速发展导致的严重气溶胶污染时代以后（20世纪50—60年代），经过近三十年治理，气溶胶污染得到了明显的控制，而O3污染成为影响空气质量的首要问题，因此开展地面O3的预报预测工作是目前大气环境研究领域的前沿性问题之一。

目前已有的地面O3浓度预报方法主要包括：统计预报（基于天气模型和气象要素的延续性预报和气候学预报、统计回归预报）、主观经验预报、人工神经网络预报、空气质量数值模式预报等。近些年，随着计算机领域的高速发展及气象预报准确率的提高，给出定量的O3时空分布的数值预报模式是O3浓度预报的主要发展方向。

臭氧是大气中的一种二次污染物，是在一定的光照条件下，复杂的前体物经光化学反应形成。因此，其生成过程强烈依赖于前体物浓度和天气条件。目前臭氧数值预报模式以化学传输模式为主，详细地考虑了各种污染物之间的相互转化和传输，以排放源资料、气象资料作为输入信息模拟臭氧生消和传输过程。由此可见，气象预报模式输出结果的好坏直接影响了臭氧预报的水平。随着监测手段的改进和监测技术的提高，将人工观测、仪器自动观测，以及遥感监测的各类实时资料应用于数值天气预报模式的资料同化技术，为进一步减小预报气象场的误差提供了有利条件，同时也为空气质量数值预报效果的改善提供了可能。此外，努力减少污染源排放资料的不确定性也同样是提高臭氧浓度预报能力的重要途径。其中人为排放源比较容易估计，精度也较高，而生态源系统排放则困难得多。新一代的臭氧数值预报模式引入了生物排放处理系统（如MODELS3/CMAQ），可为模式提供逐时、物种相对明确的排放源信息，从而很大程度上弥补了污染源不确定性的不足。臭氧的生消过程涉及了大量复杂的化学机制，其中包含了大量的不确定的参数，同样制约着数值预报模式的发展。随着科学家们认识的不断深化，以及计算能力的提高，计算机已经可以模拟复杂的化学反应过程和中间产物，而这在实验室中很难做到。气象模式和大气化学模式更好的耦合是当前开展臭氧及其他污染物数值预报迫切需要的一项工作，为减少因模式相容性而造成的误差，目前已经开展了一些初步的工作。随着这方面工作的逐步深入，最终将发展成为一个气象和化学过程并行计算的完全耦合的模式系统。

南极“臭氧洞”：南极地区大气臭氧总量在春季大面积持续低于220DU的现象。

南极“臭氧洞”的发现首先应归功于1957—1958年国际地球物理年以来各国科学家在南极长年默默无闻的观测工作的积累。日本气象厅工作人员Chubachi注意到1982年发生在日本南极昭和站显著的臭氧总量下降趋势，1985年英国剑桥大学的科学家费尔曼等注意到英国南极Halley湾站在春季出现显著的臭氧总量下降的趋势，并于1985年正式提出南极“臭氧洞”概念，随后通过卫星资料再分析，确认了“臭氧洞”是南极大陆地区大范围的现象。

南极“臭氧洞”的形成与南极地区极端的天气、气候背景有着密切的联系。南极“臭氧洞”形成是南极特有的大气动力学过程背景下的非均相化学反应导致臭氧的极大损耗。南极地区的平流层干燥寒冷，空气稀薄。极地地区冬天的平流层温度极低，可以达到零下80℃，极低的温度形成了三水合硝酸和冰晶为主要成分的云滴称为极地平流层云

防止臭氧层损耗，保护臭氧层的工作是从1985年南极“臭氧洞”发现以后各国政府采取有效行动开始的。1987年签订了旨在限制CFCs、Halons等损害平流层臭氧物质排放的《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，至此，各国开始了有效的臭氧层保护行动，旨在避免人类因臭氧层损耗可能引起的气候、环境灾难。我国已在1987年加入了《保护臭氧层维也纳公约》，并于1991年加入《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔协议议定书》的伦敦修正案。国家环保总局还从1991年专门成立了国家保护臭氧层领导小组，致力于中国企业减少并完全停止生产破坏臭氧层的物质。经过20年努力，我国在保护臭氧层工作方面取得了显著的进展。各类消耗臭氧层的物质明显地削减。截至2007年，我国已成功地淘汰了10万tCFCs和8万tHalons的生产和消费，分别占第5条款国家总量的40%和90%。同时在甲基氯化物的减排方面也取得了显著成效，如我国即将在2010年完全停止甲基氯仿的生产，比签署的协议书规定的时间提前了5年。截至目前，全球最偏远地区，如南极点，北极地区等，人为制造而导致臭氧层损耗的一些代表性物质已出现明显下降趋势，说明全球范围内保护臭氧层行动已取得初步成效。同时，在臭氧总量的监测方面，也出现了全球尺度的臭氧增加信息。

臭氧层被大量损耗后，吸收紫外辐射的能力大大减弱，导致到达地球表面的紫外线B明显增加，给人类健康和生态环境带来多方面的的危害，目前已受到人们普遍关注的主要有对人体健康、陆生植物、水生生态系统、生物化学循环、材料、以及对流层大气组成和空气质量等方面的影响。

 

阳光紫外线UV-B的增加对人类健康有严重的危害作用。潜在的危险包括引发和加剧眼部疾病、皮肤癌和传染性疾病。对有些危险如皮肤癌已有定量的评价，但其他影响如传染病等目前仍存在很大的不确定性。

实验证明紫外线会损伤角膜和眼晶体，如引起白内障、眼球晶体变形等。据分析，平流层臭氧减少1%，全球白内障的发病率将增加0.6-0.8%，全世界由于白内障而引起失明的人数将增加10,000到15,000人；如果不对紫外线的增加采取措施，从现在到2075年，UV-B辐射的增加将导致大约1800万例白内障病例的发生。

紫外线UV-B段的增加能明显地诱发人类常患的三种皮肤疾病。这三种皮肤疾病中，巴塞尔皮肤瘤和鳞状皮肤瘤是非恶性的。利用动物实验和人类流行病学的数据资料得到的最新的研究结果显示，若臭氧浓度下降10%，非恶性皮肤瘤的发病率将会增加26%。另外的一种恶性黑瘤是非常危险的皮肤病，科学研究也揭示了UV-B段紫外线与恶性黑瘤发病率的内在联系，这种危害对浅肤色的人群特别是儿童期尤其严重；

人体免疫系统中的一部分存在于皮肤内，使得免疫系统可直接接触紫外线照射。动物实验发现紫外线照射会减少人体对皮肤癌、传染病及其他抗原体的免疫反应，进而导致对重复的外界刺激丧失免疫反应。人体研究结果也表明暴露于紫外线B中会抑制免疫反应，人体中这些对传染性疾病的免疫反应的重要性目前还不十分清楚。但在世界上一些传染病对人体健康影响较大的地区以及免疫功能不完善的人群中，增加的UV-B辐射对免疫反应的抑制影响相当大。

已有研究表明，长期暴露于强紫外线的辐射下，会导致细胞内的DNA改变，人体免疫系统的机能减退，人体抵抗疾病的能力下降。这将使许多发展中国家本来就不好的健康状况更加恶化，大量疾病的发病率和严重程度都会增加，尤其是包括麻疹、水痘、疱疹等病毒性疾病，疟疾等通过皮肤传染的寄生虫病，肺结核和麻疯病等细菌感染以及真菌感染疾病等。

臭氧层损耗对植物的危害的机制目前尚不如其对人体健康的影响清楚，但研究表明，在已经研究过的植物品种中，超过50%的植物有来自UV-B的负影响，比如豆类、瓜类等作物，另外某些作物如土豆、番茄、甜菜等的质量将会下降；植物的生理和进化过程都受到UV-B辐射的影响，甚至与当前阳光中UV-B辐射的量有关。植物也具有一些缓解和修补这些影响的机制，在一定程度上可适应UV-B辐射的变化。不管怎样，植物的生长直接受UV-B辐射的影响，不同种类的植物，甚至同一种类不同栽培品种的植物对UV-B的反应都是不一样的。在农业生产中，就需要种植耐受UV-B辐射的品种，并同时培养新品种。对森林和草地，可能会改变物种的组成，进而影响不同生态系统的生物多样性分布。

UV-B带来的间接影响，例如植物形态的改变，植物各部位生物质的分配，各发育阶段的时间及二级新陈代谢等可能跟UV-B造成的破坏作用同样大，甚至更为严重。这些对植物的竞争平衡、食草动物、植物致病菌和生物地球化学循环等都有潜在影响。这方面的研究工作尚处起步阶段。

世界上30%以上的动物蛋白质来自海洋，满足人类的各种需求。在许多国家，尤其是发展中国家，这一百分比往往还要高。因此很有必要知道紫外辐射增加后对水生生态系统生产力的影响。

此外，海洋在与全球变暖有关的问题中也具有十分重要的作用。海洋浮游植物的吸收是大气中二氧化碳的一个重要去除途径，它们对未来大气中二氧化碳浓度的变化趋势起着决定性的作用。海洋对二氧化碳的吸收能力降低，将导致温室效应的加剧。

海洋浮游植物并非均匀分布在世界各大洋中，通常高纬度地区的密度较大，热带和亚热带地区的密度要低10到100倍。除可获取的营养物，温度，盐度和光外，在热带和亚热带地区普遍存在的阳光UV-B的含量过高的现象也在浮游植物的分布中起着重要作用。

浮游植物的生长局限在光照区，即水体表层有足够光照的区域，生物在光照区的分布地点受到风力和波浪等作用的影响。另外，许多浮游植物也能够自由运动以提高生产力以保证其生存。暴露于阳光UV-B下会影响浮游植物的定向分布和移动，因而减少这些生物的存活率。

研究人员已经测定了南极地区UV-B辐射及其穿透水体的量的增加，有足够证据证实天然浮游植物群落与臭氧的变化直接相关。对臭氧洞范围内和臭氧洞以外地区的浮游植物生产力进行比较的结果表明，浮游植物生产力下降与臭氧减少造成的UV-B辐射增加直接有关。一项研究表明在冰川边缘地区的生产力下降了6-12%。由于浮游生物是海洋食物链的基础，浮游生物种类和数量的减少还会影响鱼类和贝类生物的产量。据另一项科学研究的结果，如果平流层臭氧减少25%，浮游生物的初级生产力将下降10%，这将导致水面附近的生物减少35%。

研究发现阳光中的UV-B辐射对鱼、虾、蟹、两栖动物和其它动物的早期发育阶段都有危害作用。最严重的影响是繁殖力下降和幼体发育不全。即使在现有的水平下，阳光紫外线B已是限制因子。紫外线B的照射量很少量的增加就会导致消费者生物的显著减少。

尽管已有确凿的证据证明UV-B辐射的增加对水生生态系统是有害的，但目前还只能对其潜在危害进行粗略的估计。

阳光紫外线的增加会影响陆地和水体的生物地球化学循环，从而改变地球--大气这一巨系统中一些重要物质在地球各圈层中的循环，如温室气体和对化学反应具有重要作用的其他微量气体的排放和去除过程，包括二氧化碳、一氧化碳、氧硫化碳等。这些潜在的变化将对生物圈和大气圈之间的相互作用产生影响。

对陆生生态系统，增加的紫外线会改变植物的生成和分解，进而改变大气中重要气体的吸收和释放。当紫外线B光降解地表的落叶层时，这些生物质的降解过程被加速；而当主要作用是对生物组织的化学反应而导致埋在下面的落叶层光降解过程减慢时，降解过程被阻滞。植物的初级生产力随着UV-B辐射的增加而减少，但对不同物种和某些作物的不同栽培品种来说影响程度是不一样的。

在水生生态系统中阳光紫外线也有显著的作用。这些作用直接造成UV-B对水生生态系统中碳循环、氮循环和硫循环的影响。UV-B对水生生态系统中碳循环的影响主要体现于UV-B对初级生产力的抑制。在几个地区的研究结果表明，现有UV-B辐射的减少可使初级生产力增加，由南极臭氧洞的发生导致全球UV-B辐射增加后，水生生态系统的初级生产力受到损害。除对初级生产力的影响外，阳光紫外辐射还会抑制海洋表层浮游细菌的生长，从而对海洋生物地球化学循环产生重要的潜在影响。阳光紫外线促进水中的溶解有机质（DOM）的降解，使得所吸收的紫外辐射被消耗，同时形成溶解无机碳（DIC）、一氧化碳以及可进一步矿化或被水中微生物利用的简单有机质等。UV-B增加对水中的氮循环也有影响，它们不仅抑制硝化细菌的作用，而且可直接光降解象硝酸盐这样的简单无机物种。UV-B对海洋中硫循环的影响可能会改变COS和二甲基硫（DMS）的海-气释放，这两种气体可分别在平流层和对流层中被降解为硫酸盐气溶胶。

因平流层臭氧损耗导致阳光紫外辐射的增加会加速建筑、喷涂、包装及电线电缆等所用材料，尤其是高分子材料的降解和老化变质。特别是在高温和阳光充足的热带地区，这种破坏作用更为严重。由于这一破坏作用造成的损失估计全球每年达到数十亿美元。

无论是人工聚合物，还是天然聚合物以及其它材料都会受到不良影响。当这些材料尤其是塑料用于一些不得不承受日光照射的场所时，只能靠加入光稳定剂或进行表面处理以保护其不受日光破坏。阳光中UV-B辐射的增加会加速这些材料的光降解，从而限制了它们的使用寿命。研究结果已证实短波UV-B辐射对材料的变色和机械完整性的损失有直接的影响。

在聚合物的组成中增加现有光稳定剂的用量可能缓解上述影响，但需要满足下面三个条件：①在阳光的照射光谱发生了变化即UV-B辐射增加后，该光稳定剂仍然有效；②该光稳定剂自身不会随着UV-B辐射的增加被分解掉；③经济可行。目前，利用光稳定性更好的塑料或其他材料替代现有材料是一个正在研究中的问题。然而，这些方法无疑将增加产品的成本。而对于许多正处在用塑料替代传统材料阶段的发展中国家来说，解决这一问题更为重要和迫切。

平流层臭氧的变化对对流层的影响是一个十分复杂的科学问题。一般认为平流层臭氧的减少的一个直接结果是使到达低层大气的UV-B辐射增加。由于UV-B的高能量，这一变化将导致对流层的大气化学更加活跃。

首先，在污染地区如工业和人口稠密的城市，即氮氧化物浓度较高的地区，UV-B的增加会促进对流层臭氧和其它相关的氧化剂如过氧化氢（H2O2）等的生成，使得一些的城市地区臭氧超标率大大增加。而与这些氧化剂的直接接触会对人体健康、陆生植物和室外材料等产生各种不良影响。在那些较偏远的地区，即NOx的浓度较低的地区，臭氧的增加较少甚至还可能出现臭氧减少的情况。但不论是污染较严重的地区还是清洁地区，H2O2和OH自由基等氧化剂的浓度都会增加。其中H2O2浓度的变化可能会对酸沉降的地理分布带来影响，结果是污染向郊区蔓延，清洁地区的面积越来越少。

其次，对流层中一些控制着大气化学反应活性的重要微量气体的光解速率将提高，其直接的结果是导致大气中重要自由基浓度如OH基的增加。OH自由基浓度的增加意味着整个大气氧化能力的增强。由于OH自由基浓度的增加会使甲烷和CFC替代物如HCFCs和HFCs的浓度成比例的下降，从而对这些温室气体的气候效应产生影响。

而且，对流层反应活性的增加还会导致颗粒物生成的变化，例如云的凝结核，由来自人为源和天然源的硫（如氧硫化碳和二甲基硫）的氧化和凝聚形成。尽管目前对这些过程了解的还不十分清楚，但平流层臭氧的减少与对流层大气化学及气候变化之间复杂的相互关系正逐步被揭示。