L'ozonosfera è lo strato dell'atmosfera in cui si concentra la maggior parte dell'ozono, un gas serra "particolare": l'ozono trattiene e assorbe parte dell'energia proveniente direttamente dal Sole, in particolare le radiazioni a bassa lunghezza d'onda (o alta frequenza) nocive per la vita.

L'ozono in oggetto si forma direttamente in stratosfera e non proviene dalla superficie terrestre come diversi altri gas serra.

L'ozonosfera è stata scoperta nel 1913 dai fisici francesi Charles Fabry e Henri Buisson che notarono come la radiazione solare che raggiungeva la Terra fosse assimilabile con lo spettro di emissione di un corpo nero alla temperatura di 5.500–6.000 K (5.227-5.727 °C) con la sola eccezione che vi fosse una lacuna nella zona dell'ultravioletto intorno ai 310 nm.

Ne dedussero che la radiazione mancante fosse assorbita da qualcosa nell'atmosfera. Infine associarono la mancanza con il solo elemento chimico noto che potesse assorbire tale frequenza: l'ozono.

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