自20世纪70年代中期以来，在南极的大气观测中发现，南极地区上空10～20千米处的平流层中下层，春季（9月、10月）的臭氧（O3）含量在逐年减少，到1985年仅为正常值的60％～70％。雨云7号极轨卫星探测的臭氧总量资料表明，臭氧减少的区域位于南极点附近，呈椭圆形，其范围有逐年扩大的趋势，1985年已相当于美国的面积。这一现象被称为南极臭氧洞。南极臭氧洞的出现及其不断扩大和“加深”，已引起学者们的广泛注意，同时也使一些科学家产生忧虑。
地球上空平流层中下层的臭氧层，是地球上人类及其他生物，免遭太阳紫外线伤害的“保护伞”。地球上的高级生物是在这一臭氧层形成之后才出现的。虽然臭氧在地球大气中含量极少，其平均浓度按体积比仅为3％左右，但它能强烈吸收太阳辐射中的紫外线，从而使到达地面的紫外辐射，少到使生物体能够承受的程度。如果这一“保护伞”由于某种原因受到破坏：太阳紫外辐射就会长驱直入，严重危及地面上的人类和生物的正常生长。从我国南极长城站考察归来的一些队员发现，虽然南极的日照时间不长，但他们的皮肤却明显地被晒黑许多，并常常脱皮，有疼痛的感觉。有些人头发、胡子变黄变白。这些现象是否与臭氧减少、紫外线辐射强烈有关，被作为疑问提了出来。
要将南极臭氧减少的原因弄个水落石出并非易事，大气科学工作者正在为此而努力。目前他们从动力和光化学两方面，试图对臭氧洞的形成做出解释。动力观点认为，在南极极夜期间，因中低纬向南极的热量输送效率很低，控制在南极上空的极地涡漩内部，形成了异常低温的环境。当极夜结束，太阳重新跃出地平线时，因集中于平流层中下层的臭氧对太阳辐射的吸收，这一范围内的大气被加热，于是在该层出现上升运动。这一上升运动引起的抽吸作用，将对流层臭氧含量低的气体带进了平流层，替代了原来平流层臭氧含量高的气体。这样，整层的臭氧总量就会明显减少。还有一些学者从光化学的角度，提出南极臭氧减少的原因。这种观点认为，因近代工业的发展，氟里昂（一种用于冰箱等制冷设备中的制冷剂）等大量化学试剂的使用等人为因素以及诸如火山喷发等自然因素，使大气中氯氟烃等微量元素的含量一直在增加。这些元素在初春阳光照射下，可以与臭氧进行光化学反应，使大量臭氧被破坏，与这些微量元素结合成其他物质。许多人指出，南极的低温环境，冬末春初极地平流层云的大量存在都有利于这样的光化学反应。所以，南极的臭氧含量会在极夜结束后大量减少。
目前这两种解释都还没有找到充分可靠的证据。在南极臭氧减少的过程中，这两种原因可能都产生作用。综合这两种观点也许能得到南极臭氧减少的更完整的解释。
不管怎样，人类到了应该充分认识自己的某些活动对大气环境造成严重影响的时候了。南极臭氧洞的出现，再一次告诫人们，地球大气系统是相当复杂的，对它的任何不良作用的长期积累，都可能出现意想不到的严重后果。人类要在地球上正常生活，必须爱惜和保护赖以生存的大气层，这是避免任何因大气变化导致悲剧的最好办法。