臭氧空洞是由于大气层中的臭氧被消耗造成的，主要原因是氯化物、溴化物和臭氧发生反应。近年来，南极洲的臭氧层相较于1975年被削弱了33%。南极洲上空之所以有着全球最大的臭氧空洞，与南极洲的气候条件关系紧密。
南极的冬季极端寒冷，温度在-50℃以下，几个月不见天日，在这样的条件下形成的极地云层中含有三种颗粒：硝酸的三水合物、极速冷却的冰水混合物和缓慢冷却的冰水混合物，这些颗粒是臭氧反应的温床。云层中还储藏了氯原子相对稳定的化合物，如氯化氢和氮氯化合物等。
冬季由于没有阳光，尽管聚集了大量化合物，也无法反应。到了春天，阳光乍现，化学反应开始，氯化氢或氮氯化合物这些化合物被分解为相对活跃的氯离子以及一氧化氯，这二者是消耗臭氧的罪魁祸首。而南极的极地涡旋将南极的气流与其他地区隔绝开来，来自其他地区富含臭氧的气流无法进入南极，因此消耗的臭氧难以得到补充。
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