Lapisan ozon
Jumlah kolom ozon total umumnya meningkat saat kita bergerak dari daerah tropis ke lintang yang lebih tinggi di kedua belahan Bumi. Namun, jumlah kolom keseluruhan lebih besar di belahan bumi utara yang memiliki garis lintang tinggi daripada di garis lintang selatan yang tinggi. Sebagai tambahan, sementara jumlah ozon kolom tertinggi di Kutub Utara terjadi
di musim semi utara (Maret-April), sebaliknya terjadi di Antartika, dimana jumlah kolom ozon terendah terjadi di musim semi selatan (September-Oktober).
Lapisan ozon dapat dirusak dengan katalis radikal bebas, termasuk nitrat oksida (NO), dinitrogen oksida (NO), hidroksil (OH), atom klorin (Cl), dan atom bromin (Br). Meskipun ada sumber alami untuk semua spesi ini, konsentrasi klorin dan bromin meningkat tajam dalam beberapa dekade terakhir karena pelepasan sejumlah besar senyawa buatan organohalogen, terutama
klorofluorokarbon (CFC) dan bromofluorokarbon. Senyawa yang sangat stabil ini mampu bertahan naik ke stratosfer, dimana Cl dan Br radikal terbebaskan oleh aksi sinar ultraviolet. Setiap radikal kemudian bebas untuk memulai dan mengkatalisis reaksi berantai yang mampu menghancurkan lebih dari 100.000 molekul ozon. Pada tahun 2009, dinitrogen oksida adalah bahan perusak ozon (; ODS) terbesar yang dipancarkan melalui aktivitas manusia.
Pemecahan ozon di stratosfer menyebabkan berkurangnya penyerapan radiasi ultraviolet. Akibatnya, radiasi ultraviolet yang tidak terserap dan berbahaya mampu mencapai permukaan bumi dengan intensitas yang lebih tinggi. Tingkat ozon telah turun rata-rata di seluruh dunia sekitar 4 persen sejak akhir 1970-an. Untuk sekitar 5 persen permukaan bumi, di sekitar kutub utara dan
selatan, penurunan musiman yang jauh lebih besar telah terlihat, dan digambarkan sebagai "lubang ozon". Penemuan penipisan ozon tahunan di atas Antartika pertama kali diumumkan oleh Joe Farman, Brian Gardiner dan Jonathan Shanklin, dalam sebuah makalah yang terbit di "Nature" Pada tanggal 16 Mei 1985.
Ozon adalah gas beracun sehingga bila berada dekat permukaan tanah akan berbahaya bila terhisap dan dapat merusak paru-paru. Sebaliknya, lapisan ozon di atmosfer melindungi kehidupan di Bumi karena ia melindunginya dari radiasi sinar ultraviolet yang dapat menyebabkan kanker. Oleh karena itu, para ilmuwan sangat khawatir ketika mereka menemukan bahwa bahan kimia
klorofluorokarbon (CFC) yang biasa digunakan sebagai media pendingin dan gas pendorong spray aerosol, memberikan ancaman terhadap lapisan ini. Bila dilepas ke atmosfer, zat yang mengandung klorin ini akan dipecah oleh sinar Matahari yang menyebabkan klorin dapat bereaksi dan menghancurkan molekul-molekul ozon. Setiap satu molekul CFC mampu menghancurkan hingga 100000 molekul ozon. Oleh karena itu,
penggunaan CFC dalam aerosol dilarang di Amerika Serikat dan negara-negara lain di dunia. Bahan-bahan kimia lain seperti bromin halokarbon, dan juga nitrogen oksida dari pupuk, juga dapat menyerang lapisan ozon.
Menipisnya lapisan ozon dalam atmosfer bagian atas diperkirakan menjadi penyebab meningkatnya penyakit kanker kulit dan katarak pada manusia, merusak tanaman pangan tertentu, memengaruhi plankton yang akan berakibat pada rantai makanan di laut, dan meningkatnya karbon dioksida (lihat pemanasan global) akibat berkurangnya tanaman dan plankton. Sebaliknya, terlalu banyak ozon
di bagian bawah atmosfer membantu terjadinya kabut campur asap, yang berkaitan dengan iritasi saluran pernapasan dan penyakit pernapasan akut bagi mereka yang menderita masalah kardiopulmoner.
Pada awal tahun 1980-an, para peneliti yang bekerja di Antartika mendeteksi hilangnya ozon secara periodik di atas benua tersebut. Keadaan yang dinamakan lubang ozon (suatu area ozon tipis pada lapisan ozon) ini, terbentuk saat musim semi di Antartika dan berlanjut selama beberapa bulan sebelum menebal kembali. Studi-studi yang dilakukan dengan balon pada ketinggian tinggi dan
satelit-satelit cuaca menunjukkan bahwa persentase ozon secara keseluruhan di Antartika sebenarnya terus menurun. Penerbangan-penerbangan yang dilakukan untuk meneliti hal ini juga memberikan hasil yang sama.
Pada tahun 1987, ditandatangani Protokol Montreal, suatu perjanjian untuk perlindungan terhadap lapisan ozon. Protokol ini kemudian diratifikasi oleh 36 negara termasuk Amerika Serikat. Pelarangan total terhadap penggunaan CFC sejak 1990 diusulkan oleh Komunitas Eropa (sekarang Uni Eropa) pada tahun 1989, yang juga disetujui oleh Presiden AS George Bush. Pada Desember 1995, lebih dari 100 negara setuju untuk
secara bertahap menghentikan produksi pestisida metil bromida di negara-negara maju. Bahan ini diperkirakan dapat menyebabkan pengurangan lapisan ozon hingga 15 persen pada tahun 2000. CFC tidak diproduksi lagi di negara maju pada akhir tahun 1995 dan dihentikan secara bertahap di negara berkembang hingga tahun 2010. Hidroklorofluorokarbon atau HCFC, yang lebih sedikit menyebabkan kerusakan lapisan
ozon bila dibandingkan CFC, digunakan sementara sebagai pengganti CFC, hingga 2020 pada negara maju dan 2016 di negara berkembang.
Untuk memonitor berkurangnya ozon secara global, pada tahun 1991, "National Aeronautics and Space Administration" (NASA) meluncurkan Satelit Peneliti Atmosfer. Satelit dengan berat 7 ton ini mengorbit pada ketinggian 600 km (372 mil) untuk mengukur variasi ozon pada berbagai ketinggian dan menyediakan gambaran jelas pertama tentang kimiawi atmosfer di atas.