自20世纪70年代中期以来，在南极的大气观测中发现，南极地区上空10～20千米处的平流层中下层，春季（9月、10月）的臭氧（O3）含量在逐年减少，到1985年仅为正常值的60％～70％。雨云7号极轨卫星探测的臭氧总量资料表明，臭氧减少的区域位于南极点附近，呈椭圆形，其范围有逐年扩大的趋势，1985年已相当于美国的面积。这一现象被称为南极臭氧洞。南极臭氧洞的出现及其不断扩大和“加深”，已引起学者们的广泛注意，同时也使一些科学家产生忧虑。
地球上空平流层中下层的臭氧层，是地球上人类及其他生物，免遭太阳紫外线伤害的“保护伞”。地球上的高级生物是在这一臭氧层形成之后才出现的。虽然臭氧在地球大气中含量极少，其平均浓度按体积比仅为3％左右，但它能强烈吸收太阳辐射中的紫外线，从而使到达地面的紫外线辐射，少到使生物体能够承受的程度。如果这一“保护伞”由于某种原因受到破坏，太阳紫外辐射就会长驱直入，严重危及地面上的人类和生物的正常生长。从我国南极长城站考察归来的一些队员发现，虽然南极的日照时间不长，但他们的皮肤却明显地被晒黑许多，并常常脱皮，有疼痛的感觉。甚至有些人头发、胡子变黄变白。
过量的阳光紫外线照射还会引起癌症。据估计，世界上现在每年约有12万人因此而患皮肤癌。紫外线为什么会引起皮肤癌？原因是：皮肤细胞受到过量的紫外线照射后，就会损伤遗传物质DNA，而在DNA的修复过程中，或者在大量细胞死亡后存活下来的少量细胞的DNA中，有时会发生“遗传信息”的差错，使这个正常的细胞的下一代变成了癌细胞。接着，新生的癌细胞不断地分裂繁殖，使后代细胞始终保持着癌细胞的特性，最后形成了皮肤癌。
阳光中紫外线的波长，从4900埃直至400埃以下。波长为400～300埃的紫外线，只有引起皮肤黝黑的作用。紫外线一般经过大气层中的臭氧层作用以后，到达地面的只剩下了波长为290埃以上的。所以在一般情况下，阳光并不容易引起皮肤癌。相反，人们还常利用阳光紫外线来增强体质，如开展日光浴等活动。但是，大气污染严重地破坏着臭氧层，使阳光中照射到地面的短波紫外线不断地增多，导致的皮肤癌病人也逐渐增多。
日益扩大的南极臭氧洞要将南极臭氧减少的原因弄个水落石出并非易事，大气科学工作者正在为此而努力。目前，他们从动力和光化学两方面，试图对臭氧洞的形成作出解释。动力观点认为，在南极极夜期间，因中低纬向南极的热量输送效率很低，控制在南极上空的极地涡漩内部，形成了异常低温的环境。当极夜结束，太阳重新跃出地平线时，因集中于平流层中下层的臭氧对太阳辐射的吸收，这一范围内的大气被加热，于是在该层出现上升运动。这一上升运动引起的抽吸作用，将对流层臭氧含量低的气体带进了平流层，替代了原来平流层臭氧含量高的气体。这样，整层的臭氧总量就会明显减少。
还有一些学者从光化学的角度，提出南极臭氧减少的原因。这种观点认为，因近代工业的发展，氟利昂（一种用于冰箱等制冷设备中的制冷剂）等大量化学试剂的使用等人为因素以及诸如火山喷发等自然因素，使大气中氯氟烃等微量元素的含量一直在增加。这些元素在初春阳光照射下，可以与臭氧进行光化学反应，结合成其他物质，使大量臭氧被破坏。许多人指出，南极的低温环境，冬末春初极地平流层云的大量存在都有利于这样的光化学反应。所以，南极的臭氧含量会在极夜结束后大量减少。
目前这两种解释都还没有找到充分可靠的证据。在南极臭氧减少的过程中，这两种原因可能都产生作用。综合这两种观点也许能得到南极臭氧减少的更完整的解释。
不管怎样，人类到了应该充分认识自己的某些活动对大气环境造成严重影响的时候了。南极臭氧洞的出现，再一次告诫人们，地球大气系统是相当复杂的，对它的任何不良作用的长期积累，都可能出现意想不到的严重后果。人类要在地球上正常生活，必须爱惜和保护赖以生存的大气层，这是避免任何因大气变化导致悲剧的最好办法。
极昼与极夜
地球在围绕太阳旋转的时候，赤道平面并不和公转的轨道平面垂直，它们相交成23°26′的夹角。每年春分，太阳直射地球的赤道。然后地球渐渐移动，到了夏天，日光直射到北半球来。经过秋分，太阳再直射赤道。到了冬季，太阳又直射南半球去了。
在夏季这段时间，北极地区整天在日光照耀之下，不管地球怎样自转，北极都不会进入地球上未被阳光照到的暗半球内，一连几个月都能看见太阳。秋分以后，阳光直射到南半球去，北极进入了地球的暗半球里，漫漫长夜方才降临。在整个冬季，日光一直不能照到北极。所以北极半年是白昼（从春分到秋分），另半年是黑夜（从秋分到春分）。同样的道理，南极也是半年白昼，半年黑夜。只不过时间和北极正好相反。