Penipisan ozon
Pengamatan penipisan lapisan ozon

Penurunan ozon yang paling banyak terjadi di stratosfer bawah. Namun, lubang ozon paling sering diukur bukan dalam hal konsentrasi ozon pada tingkat ini (yang biasanya beberapa bagian per juta) namun dengan pengurangan total kolom ozon di atas satu titik di permukaan bumi, yaitu biasanya dinyatakan dalam satuan Dobson unit, disingkat "DU". Penurunan yang ditandai pada kolom ozon di Antartika pada musim semi dan awal musim panas dibandingkan dengan awal tahun 1970-an dan sebelumnya telah diamati dengan menggunakan instrumen seperti Spektrometer Pemetaan Ozon Total (Total Ozone Mapping Spectrometer, TOMS).
Pengurangan hingga 70 persen di kolom ozon teramati di austral (belahan bumi selatan) musim semi di Antartika dan pertama kali dilaporkan pada tahun 1985 terus berlanjut. Sejak tahun 1990-an, kolom ozon Antartika pada bulan September dan Oktober terus menjadi 40-50 persen lebih rendah dari nilai lubang pra-ozon. Tren bertahap menuju "penyembuhan" dilaporkan terjadi tahun 2016.
Di Arktik, jumlah yang hilang lebih bervariasi dari tahun ke tahun daripada di Antartika. Penurunan terbesar Arktik, hingga 30 persen, berada di musim dingin dan musim semi, ketika stratosfer paling dingin.
Reaksi yang terjadi pada awan stratosferik kutub (PSC) memainkan peran penting dalam meningkatkan penipisan ozon. PSC terbentuk lebih mudah dalam musim dingin yang ekstrem di Arktik dan Antartika. Inilah sebabnya mengapa lubang ozon terbentuk pertama kali, dan lebih dalam lagi, di atas Antartika. Model awal gagal memperhitungkan PSC dan memperkirakan penipisan global secara bertahap, itulah sebabnya mengapa lubang ozon Antartika mendadak mengejutkan ilmuwan.
Di garis lintang tengah, lebih tepat bila berbicara tentang penipisan ozon daripada lubang. Total kolom ozon turun menjadi sekitar enam persen di bawah nilai pra-1980 antara tahun 1980 dan 1996 untuk garis lintang pertengahan 35–60°N dan 35–60°S. Di garis lintang utara, kemudian meningkat dari nilai minimum sekitar dua persen dari tahun 1996 sampai 2009 karena peraturan mulai berlaku dan jumlah klorin di stratosfer menurun. Di garis lintang pertengahan Belahan Selatan, ozon total tetap konstan selama periode tersebut. Di daerah tropis, tidak ada tren yang signifikan, terutama karena senyawa yang mengandung halogen belum sempat dipecah dan melepaskan atom klor dan brom pada garis lintang tropis.
Letusan gunung berapi yang besar telah terbukti memiliki efek penipisan-ozon yang substansial walaupun tidak merata, seperti yang diamati (misalnya) dengan letusan Gunung Pinatubo di Filipina tahun 1991.
Penipisan ozon juga menjelaskan banyak pengurangan yang diamati pada suhu troposfer dan stratosfer atas. Sumber kehangatan stratosfer adalah penyerapan radiasi UV oleh ozon, sehingga penipisan ozon menyebabkan pendinginan. Beberapa pendinginan stratosfer juga diprediksi dari kenaikan gas rumah kaca seperti CO2 dan CFC sendiri; namun pendinginan yang disebabkan ozon tampaknya mendominasi.
Prediksi tingkat ozon tetap sulit, tetapi ketepatan prediksi model dari nilai yang diamati dan kesepakatan di antara teknik pemodelan yang berbeda telah meningkat dengan mantap. Laporan Penelitian dan Pemantauan Ozon Meteorologi Dunia—Laporan No. 44 keluar dengan kuat mendukung Protokol Montreal, tetapi mencatat bahwa Penilaian UNEP 1994 memperkirakan kehilangan ozon untuk periode 1994-1997.