臭氧是地球大气中的一种天然微量气体。在低层大气中，臭氧有助于吸收热量，保持地球温暖。在高层大气中，它通过过滤来自太阳的有害紫外线（UV）发挥着更重要的作用。过度暴露于紫外线会破坏皮肤细胞，导致癌症和白内障，并可能导致黄斑变性。没有臭氧层的保护，地球上就不会有我们所知道的生命。因此，全世界的科学家和环境学家都非常关注在南极洲上空发现臭氧层的一个大洞。

人造氟氯烃（CFC）化合物、氯和溴被认为是臭氧空洞的形成原因。1980年代，108个国家禁止在气溶胶产品、空调和制冷装置中使用氟氯化碳；然而，它们继续从仍在使用的旧产品中释放到大气中。此外，专家估计，大气中大约一半的溴来自人类使用，以及几乎所有的氯。

氟氯化碳上升到大气中，通过接触其他化合物、极寒和阳光，转化为氯原子。氯原子将臭氧分子转变为氧气。这里的问题是氧气虽然在低层大气中很好呼吸，但不能过滤紫外线。氟氯化碳在我们的保护气氛中有效地“打开了一扇窗户”。臭氧层中的这个窗口在南极洲上空形成。

这个偏远地区似乎是臭氧层空洞的奇怪地方。南极洲没有任何永久的人类居住，仍然保持着原始状态。为什么在CFC和其他温室气体排放量都很高的人口稠密地区没有这个洞呢？事实证明，答案与地球自转和其他气候因素有关。

首先，地球的自转运动确保了释放到空气中的所有气体或排放物，无论是天然的还是人造的，在大约一年的时间里或多或少均匀地扩散到对流层或低层大气中。根据美国环境保护局（EPA）的说法，这些气体扩散到平流层或高层大气需要2到5年的时间。从这里开始，气候在改变氟氯化碳的化学性质及其在臭氧层空洞形成中的作用中发挥了作用。

在冬天，地球的倾斜轴阻止阳光照射南极。这导致南极洲上空的大气温度骤降至-108°F（-78°C）。从南极下降的冷空气在南极洲的中纬度地区形成了一个“冬季漩涡”，形成一个巨大的漩涡。这有效地切断了南极洲上空的臭氧与地球上更大的大气池的混合。

在没有阳光的冬季，随着气温持续下降，南极上空开始形成极地平流层云（PSC），即硝酸冰晶云。CFC化合物聚集在这些冰晶上，与硝酸化合物结合，将CFC转化为更活跃的氯形式。这些化合物在漫长的冬季形成。

当春天来临，阳光照射到云层上时，紫外线辐射会将氯分子的母体分裂成高活性的氯原子。每一个氯原子都能破坏大量臭氧分子，将其转化为氧气。其结果是一个失控的过程，消耗了保护气体，在臭氧层中形成一个巨大的洞。

每年，科学家都会监测这个洞的季节性扩张和收缩。2005年，臭氧空洞的面积达到惊人的1000万平方英里（25899881平方公里），大约是美国的三倍。只有2003年打破了这一令人怀疑的记录，洞长达1100万英里。

随着季节变化和漩涡消退，上层区域不再孤立，温度上升，臭氧层开口缩小。然而，科学家们现在认为，这个空洞可能要到2065年才能完全修复。北极上空受损较小的臭氧层预计将在2040年左右恢复。

虽然我们有一个恢复臭氧空洞的预测尺度可能令人鼓舞，但还有另一个担忧。臭氧消耗正以每年百分之几的速度发生，最明显的是在地球的中纬度地区。虽然科学家们很难理解这一现象，但由于更薄的保护性大气覆盖层和臭氧层空洞，紫外线暴露量增加，人类患癌症的风险增加。这些复杂的情况也与全球变暖密切相关。