英国南极考察科学家于1985年报道发现南极上空的臭氧空洞。每年的8月下旬至9月下旬，在20千米高度的南极大陆上空，臭氧总量开始减少，10月初出现最大空洞，面积达2 000多万平方千米，覆盖整个南极大陆及南美的南端 。人类的活动，特别是大量使用作为制冷剂和雾化剂的氟利昂，是产生南极臭氧洞的重要原因。人类在生产和生活中泄漏到大气中的氟利昂在高层大气中经紫外线分解成氯原子，氯原子使臭氧产生了分解。
在南极上空20千米的高度，因温度非常低，易生成冰晶云，这种云加剧了氯的催化作用，使大量的臭氧被分解。南极封闭的大气环流系统使得被分解的臭氧得不到补充。对于形成有三种解释：大气本身却以长波辐射的形式不断往外放出热量，在南极平流层形成环极涡旋（极地涡旋）。环极涡旋的范围和形状同南极臭氧洞相似，并且环极涡旋的平衡状态在每年的春季被破坏，这与南极臭氧洞的出现和闭合好似有某种联系。
太阳黑子数与臭氧总量的变化存在显著相关，并且臭氧总量的3年滑动平均值与太阳活动一样也有11年的周期。南极地区是臭氧对太阳活动响应最敏感的地区，除了太阳紫外线辐射大大增强对臭氧的影响外，逐渐增多的大量的带电粒子也会对南极臭氧洞的形成发生影响。
正是人类活动排放到大气中的大量的含氯化合物（主要是氟里昂类物质）参与的光化学反应破坏了南极大气臭氧层。但到20世纪80年代初，对这些工作的重视程度不够，特别是1984年有人发表了用一维模式模拟30°N的大气臭氧层受CFCs损耗的模拟结果，错误地认为大气臭氧层受CFCs的损耗情况不是很严重，不足以引起臭氧层的长期变化。
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