Il existe deux trous d’ozone, l’un situé au-dessus de l’Antarctique, l’autre au-dessus de l’Arctique.

La destruction de l’ozone stratosphérique se produit dans les régions polaires lorsque les températures descendent en dessous de - 80 °C.

Certaines substances, destructrices d’ozone, ont été produites industriellement (gaz propulseurs des aérosols, produits de lutte contre les incendies, par exemple). C’est le cas des chlorofluorocarbones (CFC), des hydrochlorofluorocarbures (HCFC) et des bromofluorocarbures (halons). Ces composés sont très stables (durée de vie située entre 60 et 100 ans).

Une fois émis dans la basse atmosphère (troposphère), ces composés montent, en une trentaine d’années, vers la stratosphère où, au contact des rayons ultraviolets, ils libèrent leur chlore par photolyse. Les atomes de chlore catalysent alors la destruction de l’ozone.

Les CFC ont été interdits par le Protocole de Montréal (1987). Ils ont été remplacés progressivement par d’autres gaz chlorés, moins nocifs pour la couche d’ozone, comme les hydrochlorofluorocarbures ou HCFC et les hydrofluorocarbures ou HFC. L’abandon de la production de toute substance chlorée et fluorée devrait se faire progressivement jusqu’en 2030. Depuis l’arrêt de la production des CFC, les concentrations de produits appauvrissant l’ozone ont commencé à diminuer dans la troposphère depuis l’année 1995 et dans la stratosphère depuis 2000.

Après l’interdiction de la production de certains composés halogénés, le protoxyde d’azote (N₂O), émis principalement par l’agriculture est devenu le premier gaz responsable de la destruction de la couche d’ozone. En dehors de cet effet, le N₂O, est un puissant gaz à effet de serre.

D’une façon générale, si la quantité de substances destructrices de l’ozone, dans la stratosphère et dans le temps, est une des causes des fluctuations de la surface des trous d’ozone, il faut aussi tenir compte des variations annuelles des conditions météorologiques.

Alors que le trou de l’Antarctique est stable et reste centré sur le pôle Sud, celui de l’Arctique stationne surtout au nord du cercle polaire, mais il peut se déplacer vers le sud, contribuant au brassage des masses d’air de la stratosphère.

Au dessus de l’Antarctique, la quantité d’ozone s’affaiblit (parfois jusqu’à 60 %) de façon temporaire à partir de septembre, avec un maximum de dégradation en octobre. C’est la période du printemps austral. Dans les régions polaires de l’Arctique, la baisse se fait au printemps.

En 2006, en raison de températures très basses au-dessus de l’Antarctique, et de la présence persistante de produits chimiques destructeurs de l’ozone, le trou a atteint une surface record d’environ 28 millions de km².

Au pôle Nord (Arctique), les températures hivernales sont en moyenne plus élevées qu’au pôle Sud et les conditions météorologiques y sont beaucoup plus variables d’une année à l’autre. En 2011, la surface du trou a atteint des valeurs comparables à celles que l’on observe au-dessus de l’Antarctique. Pendant deux semaines, le trou s’est déplacé au-dessus de l’Europe de l’Est, de la Russie et de la Mongolie, exposant les populations à des niveaux élevés de rayonnements ultraviolets.

Les effets des substances destructrices devraient commencer à diminuer vers 2020. Les projections sur la base des connaissances disponibles en 2022, prédisent un retour à l’équilibre entre 2060 et 2070, le temps que toutes les substances responsables aient disparu de la stratosphère. Pour cela, il est nécessaire que tous les pays respectent les mesures préconisées… Chine y compris.

Dans l’enveloppe gazeuse, où les concentrations en ozone (O₃) sont les plus fortes (stratosphère), leur ordre de grandeur est de 10 parties par million (ppm), c’est-à-dire peu ! Pourtant, à cette concentration, l’ozone stratosphérique absorbe les radiations ultraviolettes (UV) provenant du Soleil et protège ainsi les êtres vivants terrestres de leurs actions mutagènes.

La dégradation de la couche d’ozone stratosphérique par les CFC est une grande question soulevée par les scientifiques dès 1980. La communauté internationale décida l’interdiction de la production et de l’utilisation de ces gaz (Montréal, 1987). Après vingt ans, on a pu constater les effets positifs de cette mesure (Québec, 2007). La concentration des CFC dans l’atmosphère n’augmente plus. Toutefois, ces gaz ayant une durée de vie très longue, la réduction significative de la taille des trous ne se produira pas immédiatement. C’est ainsi que le trou a semblé se restaurer entre 2006 et 2015, mais qu’ensuite il a recommencé à augmenter. Toutefois certains scientifiques ne sont pas trop inquiets, les substances chimiques qui s’attaquent à l’ozone continuant à diminuer depuis les années 1980. L’augmentation actuelle semblant due à des conditions de températures peut-être passagères.

Les modèles prévoient un retour à la normale (à la situation de 1980) vers 2050 pour l’Arctique et entre 2060 et 2075 pour l’Antarctique.

C’est en 1974 qu’est formulée, pour la première fois, la théorie selon laquelle, la couche d’ozone s’appauvrit sous l’effet des CFC, produits par l’homme à partir de 1938. En 1985, l’annonce est faite qu’un «trou» temporaire se forme au printemps dans la couche d’ozone (50 % de perte d’ozone), au dessus de l’Antarctique.

C’est en 1902 que l’on montra que la couche d’ozone absorbait les rayons ultraviolets.