自20世紀70年代中期以來，在南極的大氣觀測中發現，南極地區上空10～20千米處的平流層中下層，春季（9月、10月）的臭氧（O3）含量在逐年減少，到1985年僅為正常值的60％～70％。雨雲7號極軌衛星探測的臭氧總量資料表明，臭氧減少的區域位於南極點附近，呈橢圓形，其範圍有逐年擴大的趨勢，1985年已相當於美國的麵積。這一現象被稱為南極臭氧洞。南極臭氧洞的出現及其不斷擴大和“加深”，已引起學者們的廣泛注意，同時也使一些科學家產生憂慮。
地球上空平流層中下層的臭氧層，是地球上人類及其他生物，免遭太陽紫外線傷害的“保護傘”。地球上的高級生物是在這一臭氧層形成之後才出現的。雖然臭氧在地球大氣中含量極少，其平均濃度按體積比僅為3％左右，但它能強烈吸收太陽輻射中的紫外線，從而使到達地麵的紫外線輻射，少到使生物體能夠承受的程度。如果這一“保護傘”由於某種原因受到破壞，太陽紫外輻射就會長驅直入，嚴重危及地麵上的人類和生物的正常生長。從我國南極長城站考察歸來的一些隊員發現，雖然南極的日照時間不長，但他們的皮膚卻明顯地被曬黑許多，並常常脫皮，有疼痛的感覺。甚至有些人頭發、胡子變黃變白。
過量的陽光紫外線照射還會引起癌症。據估計，世界上現在每年約有12萬人因此而患皮膚癌。紫外線為什麼會引起皮膚癌？原因是：皮膚細胞受到過量的紫外線照射後，就會損傷遺傳物質DNA，而在DNA的修複過程中，或者在大量細胞死亡後存活下來的少量細胞的DNA中，有時會發生“遺傳信息”的差錯，使這個正常的細胞的下一代變成了癌細胞。接著，新生的癌細胞不斷地分裂繁殖，使後代細胞始終保持著癌細胞的特性，最後形成了皮膚癌。
陽光中紫外線的波長，從4900埃直至400埃以下。波長為400～300埃的紫外線，隻有引起皮膚黝黑的作用。紫外線一般經過大氣層中的臭氧層作用以後，到達地麵的隻剩下了波長為290埃以上的。所以在一般情況下，陽光並不容易引起皮膚癌。相反，人們還常利用陽光紫外線來增強體質，如開展日光浴等活動。但是，大氣汙染嚴重地破壞著臭氧層，使陽光中照射到地麵的短波紫外線不斷地增多，導致的皮膚癌病人也逐漸增多。
日益擴大的南極臭氧洞要將南極臭氧減少的原因弄個水落石出並非易事，大氣科學工作者正在為此而努力。目前，他們從動力和光化學兩方麵，試圖對臭氧洞的形成作出解釋。動力觀點認為，在南極極夜期間，因中低緯向南極的熱量輸送效率很低，控製在南極上空的極地渦漩內部，形成了異常低溫的環境。當極夜結束，太陽重新躍出地平線時，因集中於平流層中下層的臭氧對太陽輻射的吸收，這一範圍內的大氣被加熱，於是在該層出現上升運動。這一上升運動引起的抽吸作用，將對流層臭氧含量低的氣體帶進了平流層，替代了原來平流層臭氧含量高的氣體。這樣，整層的臭氧總量就會明顯減少。
還有一些學者從光化學的角度，提出南極臭氧減少的原因。這種觀點認為，因近代工業的發展，氟利昂（一種用於冰箱等製冷設備中的製冷劑）等大量化學試劑的使用等人為因素以及諸如火山噴發等自然因素，使大氣中氯氟烴等微量元素的含量一直在增加。這些元素在初春陽光照射下，可以與臭氧進行光化學反應，結合成其他物質，使大量臭氧被破壞。許多人指出，南極的低溫環境，冬末春初極地平流層雲的大量存在都有利於這樣的光化學反應。所以，南極的臭氧含量會在極夜結束後大量減少。
目前這兩種解釋都還沒有找到充分可靠的證據。在南極臭氧減少的過程中，這兩種原因可能都產生作用。綜合這兩種觀點也許能得到南極臭氧減少的更完整的解釋。
不管怎樣，人類到了應該充分認識自己的某些活動對大氣環境造成嚴重影響的時候了。南極臭氧洞的出現，再一次告誡人們，地球大氣係統是相當複雜的，對它的任何不良作用的長期積累，都可能出現意想不到的嚴重後果。人類要在地球上正常生活，必須愛惜和保護賴以生存的大氣層，這是避免任何因大氣變化導致悲劇的最好辦法。
極晝與極夜
地球在圍繞太陽旋轉的時候，赤道平麵並不和公轉的軌道平麵垂直，它們相交成23°26′的夾角。每年春分，太陽直射地球的赤道。然後地球漸漸移動，到了夏天，日光直射到北半球來。經過秋分，太陽再直射赤道。到了冬季，太陽又直射南半球去了。
在夏季這段時間，北極地區整天在日光照耀之下，不管地球怎樣自轉，北極都不會進入地球上未被陽光照到的暗半球內，一連幾個月都能看見太陽。秋分以後，陽光直射到南半球去，北極進入了地球的暗半球裏，漫漫長夜方才降臨。在整個冬季，日光一直不能照到北極。所以北極半年是白晝（從春分到秋分），另半年是黑夜（從秋分到春分）。同樣的道理，南極也是半年白晝，半年黑夜。隻不過時間和北極正好相反。