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本文利用理论研究和资料分析结合的方法，使用对流层顶温压场资料，计算出对全球对流层顶及UTLS区域的热力场和其中的臭氧加热作用。并对1958～2001年平流层和对流层臭氧的演变趋势做了分析。
研究结果表明，全球对流层顶臭氧混合比呈纬向分布，最高值位于对流层顶断裂带附近，赤道和北极最低。各季节对流层顶臭氧混合比的分布在两极和高纬地区与高度场为正相关，与气压为反相关。在低纬度臭氧混合比和温度分布有一定相似性。对流层顶断裂带的臭氧混合比在各自的春季时达到最大，秋季达到最小。最大值所在的纬度波动也存在明显季节变化，夏季达到最高的纬度，冬季达到最低的纬度带，这与对流层顶断裂带的季节波动一致。
对流层顶平均加热场在低纬度的大部分地区被加热，冷却区域的面积和强度随纬度逐渐地增大。在同一纬度上对流层顶的热力场表现出加热一冷却相间的波列结构，波列的空间尺度随着纬度的增加逐渐减小。纬向平均加热率在低纬度地区值较低，峰值出现在两半球对流层顶断裂带附近。纬圈方向上的加热一冷却波列强度和局地最大加热或冷却率随季节变化加强或减弱。纬向平均季节变率最大的纬度发生在南北纬30°附近和南极。南半球热带对流层顶控制的加热区面积大于北半球。全球、北半球、南半球对流层顶的总加热率季节变化都表现出双峰双谷的结构且两半球变化趋势完全相反。北半球对流层顶一年中的大部分时期都处于被加热的状况，南半球基本处于热平衡的状态。两半球对流层顶总加热率的年代际变化也为反相关趋势。90年代之前，全球对流层顶总加热率大部分时期都处于被加热状态，90年代之后趋于热平衡。
对流层顶及UTLS区域的臭氧加热率与臭氧厚度、气层上下的气压差、各纬度的日照时间、太阳高度角以及地面反照率等因素密切相关。纬向平均的臭氧加热率和臭氧厚度在热带对流层项控制的中低纬在各季节都为明显的正相关趋势。在极地对流层顶控制的中高纬度区域，太阳赤纬所在的半球臭氧加热率和臭氧厚度为正相关关系，另一半球为反相关关系。臭氧加热率和太阳高度角也有密切的联系。3月和9月，太阳赤纬位于赤道附近，太阳天顶角的余弦值和臭氧加热率随纬度都迅速减小。夏半球的极地臭氧加热率随纬度增加而增加，冬半球的极地臭氧加热率随着纬度增加而降低。臭氧加热率还受到日照时间的控制，在高纬和极地，臭氧加热率与日照时间表现出明显的正相关。臭氧加热场和臭氧厚度场的年代、年代际变化非常相似。
对流层臭氧高值区位于30°S～30°N之间，平流层臭氧极大值位于北极。两者都在春季达到最大值。两半球的对流层和平流层臭氧季节变化都为相反的趋势。对流层的臭氧质量约占臭氧总质量的12.8％。大部分时期北半球对流层臭氧总质量都大于南半球。平流层臭氧总质量平均减少速率大约为5.72×10<9>Kg/a；对流层臭氧总质量平均增加速率大约为2.354×10<9>Kg/a。1980年之前，两半球对流层和平流层臭氧总质量的变化趋势相同，之后两者变化趋势相反。