相信大家都聽過有關南極臭氧層「穿窿」的新聞，但是各位有否想過為何臭氧洞只會在極地上空出現呢？究竟是機綠巧合還是有科學根據的呢？本篇文章便會為大家探討上述的問題。

    臭氧(ozone)是由三個氧原子組成的化合物，從化學方面來看，它與我們無時無刻所吸取的氧氣為「兄弟」關係。但是與氧氣比較，臭氧的活性高很多，而且它是一種沸點十分低的淺藍色氣體。在大氣層，氧氣可以說是無處不在的，相反地，臭氧只在距離地面20至30公里的地方 (平流層) 出現。再者，臭氧在大氣內所佔的百分比很少，如果將大氣層的所有臭氧擠壓，它們所佔的厚度只有3毫米！雖然臭氧在大氣所佔的比例十分少，但是它對人類是十分重要的。

    太陽光其實也是一種波 (wave)，至於不同的波可以用它的波長及所帶有的能量來區別，而每一種的元素或化合物都可以吸收太陽光的能量而被激發 (excited)，這些激發能量是特定的，每一種的元素或化合物都需要特定的能量來激發，這便是物質的激發能。要把氧分子分解為氧原子所需要的激發能為波長175 至 200 納米的太陽光（註︰1納米為十億分之一米），而帶有此波長的太陽光只會在距離地面20至30公里的上空出現，所以這便能解釋為何臭氧只會在大氣層某特定的高度出現。

    當氧分子分解為氧原子後，由於氧原子的活性很高，所以它會和鄰近的氧分子結合，生成含有三個氧原子的臭氧。正如上面所說，臭氧的活性也是很高的，波長為250至 310納米的太陽光可以把其分解。因此，臭氧生成後會稍後被分解為氧原子及氧分子。如此一來，臭氧便在20至30公里上空不斷生成及分解，從而達至化學平衡狀態。

    雖然臭氧在大氣中所佔的比例很低，而且又不斷地生成及分解，但是它對地球來說是十分重要的。其中它吸收紫外線的能力，更加可以使地球上的生物免受有害太陽紫外線的直接影響。要解釋上述的理論，便要對紫外線有深一層的瞭解。

    紫外線的定義為波長200 至 380納米的光線。這波段的光線，也包含在太陽光內的。眾所周知，紫外線是對人類有害的。根據上面的描述，波長為250至 310納米的太陽光會用來分解臭氧，因此200 至 380納米這段波長的光線 (紫外線)便不能抵達地球的表面，進而保護生物免受這段有害紫外線的影響。

    氯氟化碳是由一間美國大公司於1930年所發明的，它是一種無色、無味、無嗅的氣體，而且它們的活性十分低，半衰期 (Half-life) 超過100年，因此，它一直用來製造雪種、壓縮氣樽的推進劑及作為乾洗及清潔電路板的溶劑。在70年代，科學家發現它有破壞臭氧層的潛能，所以它漸漸被其他物品取代。到了今天，除醫學用途外，氯氟化碳經已被禁止使用。

    極地臭氧洞的問題，在南極的春天時分（九至十月）最為嚴重。在南極的冬季，氣溫十分低，可低至零下八十度，而且南極的冬季（六至八月）是三個月長的黑夜。在這既黑又寒冷的地方會有利一種稱為「極地平流層冰晶雲」 (Polar Stratospheric Clouds，簡稱PSC) 的生成。它的生成，對解釋為何臭氧洞只會在極地出現十分重要。另一個南極獨有的氣象便是極地環流 (Circumpolar vortex) 的存在，它使南極的氣流活動局限在南極本身，即是南極的氣層不能與其他氣層進行大氣交換。