Højt i stratosfæren, ca. 32 kilometer (20 miles) over jordens overflade, er forholdene lige rette til at opretholde en koncentration på 8 dele pr. Million ozon. Det er en god ting, fordi den ozon stærkt absorberer ultraviolet stråling, der ellers ville skabe forhold, der er ufarlige for liv på jorden. Det første skridt til at forstå ozonlagets betydning er at forstå, hvor godt ozon absorberer ultraviolet stråling.
Ozonlaget
Ozon dannes, når et frit iltatom kolliderer med et iltmolekyle. Det er lidt mere kompliceret end det, fordi et andet molekyle skal være i nabolaget for at skubbe den ozondannende reaktion lidt sammen. Et iltmolekyle består af to iltatomer, og et ozonmolekyle består af tre iltatomer.
Ozonmolekyler absorberer ultraviolet stråling, og når de gør det, splittes de op i et iltmolekyle med to atomer og et frit iltatom. Når lufttrykket er lige rigtigt, vil det frie ilt hurtigt finde et andet iltmolekyle og skabe et andet ozonmolekyle.
I den højde, hvor ozondannelseshastigheden stemmer overens med ultravioletabsorptionshastigheden, er der et stabilt ozonlag.
Ultraviolet stråling
Ultraviolet eller UV-stråling kaldes ofte UV-lys, fordi det er en form for elektromagnetisk stråling, der kun er lidt anderledes end synligt lys. Den lille forskel er dog meget vigtig, fordi bundter af UV-lys indeholder mere energi end synligt lys. UV-spektret begynder, hvor det synlige spektrum slutter, med bølgelængder omkring 400 nanometer (mindre end 400 milliardedele af en yard). UV-spektret dækker bølgelængdeområdet ned til 100 nanometer. Jo kortere bølgelængde, jo højere er strålingsenergien. UV-spektret er opdelt i tre regioner, kaldet UV-A, UV-B og UV-C. UV-A dækker fra 400 til 320 nanometer; UV-B fortsætter ned til 280 nanometer; UV-C indeholder resten fra 280 til 100 nanometer.
UV og stof
Interaktionen mellem lys og stof er en udveksling af energi. For eksempel kan en elektron i et atom have ekstra energi at slippe af med. En måde det kan dumpe den ekstra energi på er at udsende et lille lysbundt kaldet foton. Fotonens energi matcher den ekstra energi elektronen slipper af med. Det fungerer også omvendt. Hvis energien i en foton nøjagtigt matcher den energi, som en elektron har brug for, kan fotonet donere den energi til elektronen. Hvis foton enten har for meget eller for lidt energi, absorberes det ikke.
Ultraviolet lys har mere energi end radio, infrarødt eller synligt lys. Dette betyder, at nogle ultraviolette - især de kortere bølgelængder - har så meget energi, at de kan rive elektroner væk fra deres hjemmeatomer eller molekyler. Det er en proces kaldet ionisering, og det er derfor, at ultraviolette bølger er farlige: De ioniserer elektroner og beskadiger molekyler. UV-C-bølger er de farligste, så kommer UV-B og endelig UV-A.
Ozonabsorption
Det viser sig, at energiniveauerne for elektroner i ozonmolekylet matcher det ultraviolette spektrum. Ozon absorberer mere end 99 procent af UV-C-stråler - den farligste del af spektret. Ozon absorberer omkring 90 procent af UV-B-strålerne - men de 10 procent, der klarer det, er en stor faktor til at fremkalde solforbrændinger og udløse hudkræft. Ozon absorberer ca. 50 procent af UV-A-strålerne.
Disse tal er afhængige af densiteten af ozon i atmosfæren. Chlorfluorcarbonemissioner ændrer balancen mellem ozondannelse og destruktion og vipper den mod destruktion og reducerer densiteten af ozon i stratosfæren. Hvis denne tendens skulle fortsætte på ubestemt tid, forklarer NASA, hvor alvorlige konsekvenserne ville være: "Uden ozon ville solens intense UV-stråling sterilisere jordens overflade."