Q15 是否由于臭氧层被耗损增加了地面的紫外辐射？
是的，由于臭氧能够吸收太阳紫外辐射，随着上空臭氧总量的减少地表的紫外辐射在增加。地表仪器观测和基于卫星数据的估算证明了由于臭氧损耗导致大范围地理区域的紫外辐射已经增加。
平流层臭氧损耗导致地表太阳紫外辐射增加。这种增加主要是太阳辐射的紫外-B（UV-B）。UV-B的波长为280-315纳米，处于人眼不可见范围。达到地表的UV-B辐射的长期变化已经能够直接测量，也能够通过臭氧总量变化进行估算。
UV-B对人体、其他生命体和材料有害（见Q3）。大多数源于阳光的人体影响是UV-B暴露引起的。主要的影响是皮肤红斑，这会导致晒斑。过度暴露会导致皮肤癌。许多国家都会以“UV指数红”的形式向公众定期播报红斑辐射。地表UV-B辐射的长期变化是研究的重点，因为它具有潜在危害性并与臭氧损耗有关。
地表UV-B辐射 特定位置的地表UV-B辐射量很大程度依赖于在该位置的臭氧。对流层和平流层的臭氧分子吸收UV-B辐射，因此到达地表的辐射量会显著减少（见Q3）。如果一些情况导致对流层或者平流层某些区域的臭氧分子减少，臭氧总量减少，到达地表的UV-B辐射量成比例增加。臭氧总量与地表UV-B辐射之间的关系应经通过许多直接观测站得到证明。
UV变化的其他因素 到达特定位置的地表UV-B辐射量还依赖于除总臭氧量外的其他一些因素。主要的其他因素为太阳位置，其有日变化和季节周期变化。其他因素包括当地云量、海拔、冰或雪覆盖量及该位置大气中大气颗粒物（气溶胶）的总量。云量和气溶胶变化与大气污染和人类活动的温室气体排放有关。观测表明一种或几种该因素的变化都是导致某区域的UV-B辐射量的增加或减少。评估这些因素变化影响是非常复杂的。例如，云覆盖增加会导致云层下UV辐射减少，同时会导致云层上高山某处的UV辐射增加。
地表UV辐射长期变化 自1990年开始，UV-B辐射的长期变化已经通过一些地面观测站的特定监测设备的观测进行了估算。例如，由于南极臭氧损耗，在1996-2006年的春季南极观测到的UV-B均值比1963-1980年高55-85%。而且，通过卫星观测臭氧变化估算了过去30年来地表UV-B辐射变化。基于卫星观测，UV-B辐射变化可以分别归因于臭氧和云量。结果表明除热带地区的很大纬度范围的红斑辐射在1979-2008年期间平均增加了3%（见图Q17-1下图）。在南北半球，增长的最大比例都发生在基地高纬度区，而且观测到的总臭氧量的年下降量是最大的（见图Q13-1）。在这期间，因臭氧损耗导致的UV增加得到云量部分补偿，主要是南半球的基地高纬度区（见Q17-1上图）。如果没有云量变化，这些纬度去的红斑辐射最大增加量将达9%。红斑UV最小变化发生在热带地区，该区域的臭氧总量长期变化最小（Q13）。实际上这些发现在2008-2014年并没发生变化。
UV指数变化 UV指数是一种用来衡量特定地表位置和特定时间内红斑辐射量的方法。该指数是国际上用来增加UV对人类健康有害的公众意识，并指导个人保护措施。日UV指数的最大值是随着地理位置和季节变化的，如图Q17-2所示的三个站点。UV指数随着纬度降低而增加，并且正午太阳当空的夏季UV指数最高。例如，处于北纬32度的圣地哥亚和加利福利亚的UV指数普遍高于处于北纬71度的巴罗和阿拉斯加州。在所有纬度区，高山区和雪盖或者冰盖区域的UV指数都会增加。高纬度区冬季持续黑夜期间的UV指数为0。
南极洲的UV指数显著增加归因于臭氧损耗，如图Q17-2所示。在南极洲出现臭氧洞之前，处于南纬64度的南极洲帕尔默的春季标准UV指数是通过1978-1980年期间卫星观测进行估算的。在1990-006年期间，南极洲晚冬和早春严重持久的臭氧损耗使平均UV指数严重地高出标准值并持续几个月。如今，南极洲帕尔默观测到的春季UV指数通常等于或者超出圣地哥亚和加利福利亚观测到的春季和夏季UV指数，这两地的低纬度低很多（北纬32度）。
UV变化和人类健康 在过去的几十年里，平流层的臭氧损耗和生活方式的改变增大了许多人的UV-B辐射暴露。增加的暴露对人类健康造成不利影响，主要是与眼睛和皮肤有关的疾病。UV辐射是公认的某些类型的白内障的危险因素。对于皮肤方面，最通常的威胁是皮肤癌。在过去的几十年里，所有肤色的几种皮肤肿瘤的发病率显著提高。人类皮肤癌往往发生在暴露于红斑辐射很久之后。基于目前《蒙特利尔议定书》规定，因臭氧损耗而增加的皮肤癌病例预测在21世纪早中期是最大的，这是一个重要的全球卫生问题。由于预测臭氧层恢复到1980年水平需要到21世纪中叶，接下来几十年里大量的、无保护的UV-B暴露将持续对人类健康造成不利影响。UV-B暴露的一个重要的人类健康益处是增加维生素D是产生，这对骨代谢和免疫系统具有重要作用。人类暴露于太阳UV-B辐射需要保持平衡，既要维持足够的维生素D同时也要最小化现在和未来的皮肤、眼睛疾病的长期风险。
图Q 15‑1地表红斑辐射的长期变化
自1979年以来，全球各地的地表太阳UV辐射已经增加。能够导致晒斑的红斑辐射是地表UV辐射的组成部分，它对人体及其他生命体有害。地表红斑辐射会对臭氧总量、云量及气溶胶变化产生响应。利用卫星观测估算了因臭氧总量、云量及气溶胶变化产生的红斑辐射长期变化。这些估算表明全球各地的地表红斑辐射在1979-2008年已经增加，特别是在南北半球的中纬度地区（下图）。如果没有来自云量、气溶胶变化的补偿，南半球的增加将会更大（上图）。最小的估算变化发生在热带地区，这是因为观测到的臭氧总量变化在该时期是最小的（见图Q13-1）。实线周围的阴影面积代表估算的变化不确定度。
图Q 15‑2 UV指数的长期变化
UV指数是一种用来衡量特定地表位置和特定时间内红斑辐射量的方法。人类晒斑是由红斑辐射导致的。UV指数随着当地的臭氧总量、中午太阳位置而变化。中午太阳位置取决于纬度和季节。UV指数的最大值出现在热带地区，该区域全年正午太阳最高，并且臭氧总量低。UV指数的平均最低值出现在高纬度地区。图中给出了几个位置的日UV指数最大值。低纬度的圣地哥亚的UV指数全年高于高纬度的巴罗。在冬季持续黑夜的UV指数为零。南极洲帕尔默观测证明了南极臭氧损耗的影响。图中给出了帕尔默的1978-1980年的估计标准值，该时期为出现臭氧空洞之前（见红色虚线）。1990-2006年期间，南极臭氧损耗增加了帕尔默冬夏季UV指数（见橙色阴影区域）。如今帕尔默春季值通常等于或大于处于很低纬度的圣地哥亚春夏季UV指数值。
Q16 是什么决定了特定区域内的UV-B水平？
太阳是到达地面的紫外辐射的源。射线被组分含有臭氧的地球大气吸收。在高纬度地区，太阳射线要在大气中穿越更长的距离才能到达地表。一般来说，赤道地区的紫外辐射水平较高，并向两级方向递减。海拔越高紫外辐射水平也越高。云、颗粒物和气溶胶吸收紫外辐射并减少辐射水平。任一特定区域的紫外辐射水平由上述因素综合决定。
UV-B的水平随着每天时间和季节的变化而变化。最高水平发生在太阳仰角最大的时候，即夏季中午左右。热带地区的辐射水平更高。
平均来说，紫外辐射最大水平发生在无云天气里。云层可以降低辐射，但在太阳照射强烈的有云天气里辐射水平仍然很高。人造卫星时间跨度的臭氧测量数据表明，云层中的臭氧变化不如平流层中臭氧减少引起地表UV变化多。
高海拔上空大气较少，表现为更稀薄的空气和更低的蒸汽压。海拔每增加一千米，UV辐射变化10%到20%，准确数字依赖于精确的波长、太阳入射角、反射和其他当地情况。
气体浓度等其他因素常常引起不同海拔的UV射线更大的不同。雪在高海拔地区更为普遍，可以反射多大90%的紫外辐射。干燥的海滩沙可反射大约15%，海水泡沫可反射大约25%。
Q17 大气污染对UV-B水平有什么影响？
人为污染物多数含有氮氧化物、硫和多种碳氢化合物。这些物质之间的化学反应可以产生臭氧。这种气态混合物和颗粒物呈现为褐色云也被称为光化学烟雾。该烟雾中的臭氧也可以吸收紫外线。
大气中大部分臭氧都处于平流层中，对流层中的臭氧产生于污染物的化学反应，例如氮氧化物和碳氢化合物。对流层中的臭氧是在很多污染地区发现的光化学烟雾成分，空气传输粒子（烟、尘、硫酸盐气溶胶）阻挡UV射线，但同时可以增加散射光的量（薄雾）并且因此增加侧面的UV暴露（例如脸、眼睛）。比较北半球工业区的测量结果（例如中欧）和处于相似纬度的北半球清洁地区（例如新西兰），表明了颗粒物的重要性和与污染相关的UV-B的减少。在任何特定区域内，UV-B水平都和大气中的臭氧的量存在着正比关系。平流层的臭氧损耗UV-B就会增加但低空大气中的臭氧形成会减少。UV-B的自然变化（每天不同时间或者多云）可能更大，但都是正比关系，上升和下降。很多有害UV-B影响和UV-B暴露累计成比例。
Q18 什么是太阳UV指数？
太阳UV指数（UVI）描述了地表的太阳UV辐射水平。该指数值大于零——指数值越高，对皮肤和眼睛的潜在伤害就约大，产成危害需要的时间越短。UV指数的计算要用到预报臭氧水平、臭氧水平和地表UV影响的关系计算模型、预报云量和预报城市的海拔。一些国家也用地面观测。
首先测量当前总臭氧量。然后根据测量数据预报未来几天多个点的臭氧水平。用一个模型来确定到达地表的波长为290到400nm的UV辐射量。每天的时间（中午），每年的天和纬度都被考虑到。根据人类皮肤对每个波长如何响应的信息是有利的。保护人们隔离伤害皮肤的有害波长的射线比隔离不会伤害皮肤的要重要的多。
有益光是从290nm到400nm的完整波段因而可以得到一个值来表征一定UV射线强度对皮肤的影响。这个评价然后调整为海拔和云的影响。海拔每升高一千米表面UV会增加大约10%。晴天允许100%的UV射线从太阳入射到地表，然而分散的云散射大约90%，偶有断续的云可以反射75%，而阴天大约是30%。考虑海拔和云，调整后的数值通过一个转换因子被分级。结果得到了一个范围从0（没有阳光）到十几。这个值叫做UV指数。理想状态下，UV指数的计算应该包括各种地面反射的影响（例如沙、水或雪），大气污染物或烟雾。
Q19 UV指数是如何随地理位置和季节变化的？
臭氧总量和太阳天顶角的综合作用使UV暴露具有多种情形，而它们取决于地理位置、季节和日时间。
在南纬20°、30°和60°晴空条件下模拟计算得到的正午UV指数如图所示。计算20°、30°时所选取的臭氧值都是在该纬度地区观测到的典型值，而用于计算60°的臭氧值却是在臭氧空洞情况下测得的。10月份南纬60°地区的代表值约为150DU，而之后的春季又测到200DU。
南纬60°地区200DU臭氧量下的UV指数一直低于南纬30°地区的表征值。另一方面，150DU下的UV指数仅仅可以超过南纬30°地区10月末或之后的臭氧总量，或是12月中旬后南纬20°地区的。
云团斑驳的天空或白雪覆盖的地面都可以使反射比图中显示的更强。海拔会增加UV指数。热带高海拔沙漠阿根廷的阿塔卡马就是一个好例子，那里1月和12月UV指数普遍为18，某些天可以达到20甚至更高。低的中午太阳天顶角，高海拔，自然偏低的臭氧总量和非常清洁的大气的综合影响使得这些值特殊偏高。
