机理：人为消耗臭氧层的物质主要是:广泛用于冰箱和空调制冷、泡沫塑料发泡以及用于特殊场合灭火的化学物质。
 

 

　　消耗臭氧层的物质，在大气的对流层中是非常稳定的，可以停留很长时间，以CFC12为例，它在对流层中寿命长达120年左右，因此这类物质可以扩散到大气的各个部位，但是到了平流层后，就会被太阳的紫外辐射分解，释放出活性很强的游离氯原子或溴原子，参与导致臭氧损耗的一系列化学反应:游离的氯原子或溴原子与O3分子反应，产生氯或溴的一氧化物，夺走O3分子的一个氧原子，使之变成氧分子。氯或溴的一氧化物与游离的氧原子反应，释放“夺来”的氧原子，形成更多的氧分子和游离氯原子或游离溴原子，新的游离氯原子或溴原子重新与其它O3分子反应，再度生成O2分子和氯或溴的一氧化物，这样的反应循环不断，每个游离氯原子或溴原子可以破坏约10万个O3分子。

　　臭氧层空洞的形成是一种与物理化学、大气化学、大气环流、气候环境和太阳紫外辐射等多种因素有关的、复杂的大气现象和过程。目前对于解释臭氧层空洞出现的成因和机制归纳起来大致有三种理论：第一种认为动力气象学上的极地纬向环流变化造成输送至南极上空的臭氧减少；第二种认为极地冰晶效应影响下的多相化学反应引起臭氧的减少；第三种认为与太阳辐射变化相关的动力气象因素及光化学反应(包括人类活动影响)综合作用导致臭氧层空洞的形成。

　　其中破坏臭氧发生器起主要作用的氟氯烃化合物(如氟里昂)和含溴卤化烷烃等化学气体，它们不会在大气中自然产生，大部分是人类社会的工业生产和现代生活过程中，在大量消耗化石能源后产生和扩散出来的。大量的氟氯烃和含溴卤化烷烃类等气体在进人大气层的对流层中后，又在热带地区上空被大气环流带人到平流层，然后在气流和风的作用下，又从低纬度地区的平流层向高纬度地区输送并在平流层内均匀混合。在高空的平流层内，由于强烈太阳紫外线的照射，能使氟氯烃和含溴卤化烷烃分子发生离解，释放出高活性的原子态的氯和溴，氯和溴原子又会使臭氧分子分解而失去氧原子，它们对臭氧的破坏是以催化的方式进行的，如此反复下去，加重了臭氧层的缺失和破坏而形成臭氧层空洞。
 

 

　　另外，大气中臭氧含量的多少对地球气候也有着直接的影响。科学研究证明，大气臭氧含量越多地面温度越低，同时太阳紫外辐射地面的能量就越小；反之，大气中臭氧含量减少，地面上的太阳紫外辐射就会明显增强。早在1991年，澳大利亚冰川与大气科学方面的研究就揭示出南极臭氧层空洞与气候变化之间有一反馈联系，大气臭氧减少反映出高空大气温度降低与低层大气温度上升是一致的，这种相互作用的结果预示着平流层臭氧减少，但也反映出另一种特性，即对流层的温度有所上升。这种变化在南极地区十分强烈，对臭氧影响起着控制作用，它们之间是相互作用又相互制约的。在南极的冬季，南极平流层中旋风是很强的，而这种旋风还将增大且较长期影响着南极平流层温度的降低，在旋风作用隔离区中，臭氧含量降低更多，这种过程有可能进一步扩展到南极夏季。

　　在南极上空，由于冬季接受到的太阳热量很少，气温可以达到零下80度。距地面20公里的高空，尽管空气十分干燥，在温度极低的环境下还是易于生成平流层云。经南极的科学考察和实验室的研究都证明，这种平流层云有加剧氯的催化而产生氯原子的化学作用，而氯原子又是破坏臭氧层的主要因素。另一方面，由于南极上空的空气受冷下沉，形成一个强烈的西向环流，称为极区涡旋。这种涡旋有一重要的作用，就是将南极大陆上空的冷空气团团围住，使其与极区外低纬度空气隔离开来，减弱了南极大陆上空冷空气与外界的对流与交换作用，而在南极大陆上空形成一个温度很低的区域，从而使涡旋内部的大气成为一个巨大的加剧氯的催化和臭氧层破坏的化学反应器，这种催化作用反复积累，致使臭氧层遭到大幅度破坏而形成臭氧层空洞。