在平流層有四個相互作用的過程形成臭氧洞，即臭氧光化學變化過程、氣溫變化過程、風輸送物質(zhì)過程和臭氧分解化學催化反應過程。
在平流層中一個氧分子受到太陽強紫外輻射變成兩個氧原子：O2+hvO+O，氧原子與鄰近的氧分子反應生成臭氧：O+O2O3，臭氧受強烈紫外輻射分解成氧分子和一個氧原子或與活潑的氧原子作用形成兩個氧分子：O3+hvO2+O或者O3+OO2+O2。上述的生成與分解過程維持著微妙又脆弱的平衡。
太陽紫外輻射強弱決定臭氧量的多少。紫外輻射強度變化有兩個原因，一是太陽活動強弱，太陽黑子活動峰年時，紫外輻射強度大，臭氧量增加，有人認為多3%；二是太陽紫外輻射強度隨地球緯度的分布，赤道獲得強度最大，兩極最小，甚至，在極地冬季極夜期間沒有太陽輻射，本地的臭氧完全靠風自赤道向極地輸送?？梢哉f赤道上空是臭氧的主要來源，但是，由于風向兩極輸送臭氧，兩極的臭氧量反而遠遠大于赤道。注意到兩極的冬季臭氧的補充取決于風自赤道向兩極的輸運過程，如果有一個圍繞極地旋轉(zhuǎn)的強大氣流，阻斷了自赤道向極地的臭氧輸送過程，極地的臭氧量與夏季相比不會有很大變化。
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