尽管如此低的水平很少见，但并非史无前例。1997年和2011年，上层大气或平流层也出现了类似的低臭氧水平。相比之下，在北极观测到的3月份最低臭氧值通常在240多布森单位左右。

位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的地球科学首席科学家保罗·纽曼说:“今年北极臭氧含量低的现象大约每十年发生一次。”“对于臭氧层的整体健康来说，这是令人担忧的，因为北极的臭氧水平通常在3月和4月很高。”

臭氧是一种由三个氧原子组成的高活性分子，自然存在的数量很少。距地球表面约7至25英里的平流层臭氧层是一层防晒霜，它吸收有害的紫外线辐射，这种辐射会损害植物和动物，并通过引起白内障、皮肤癌和免疫系统抑制来影响人类。

3月北极臭氧消耗是由12月至3月异常微弱的高层大气“波”事件引起的多种因素共同造成的。这些波驱动空气在高层大气中的运动，类似于我们在低层大气中经历的天气系统，但规模要大得多。

在一个典型的年份里，这些波从中纬度的低层大气向上传播，扰乱了绕北极旋转的极地风。当它们扰乱极地风时，它们会做两件事。首先，它们从平流层的其他部分带来臭氧，补充北极上空的臭氧库。

纽曼说:“把它想象成一个红色的油漆团，北极上空的低臭氧，在白色的油漆桶里。”“波浪搅动白色油漆，中纬度地区臭氧含量较高，红色油漆或低臭氧由绕着极点旋转的强急流所包含。”

这种混合还有第二个影响，那就是使北极的空气变暖。温度升高对极地平流层云的形成不利。这些云使氯的释放成为臭氧消耗反应的条件。消耗臭氧层的氯和溴来自氯氟化碳和哈龙，这两种氯和溴的化学活性形式来自现已被《蒙特利尔议定书》禁止的人造化合物。这种混合阻止了氯和溴导致的臭氧消耗。

在2019年12月和2020年1月至3月，平流层波事件很弱，没有扰乱极地风。因此，风就像一个屏障，阻止来自大气其他部分的臭氧补充北极上空低臭氧水平。此外，平流层保持寒冷，导致极地平流层云的形成，这使得化学反应释放出活性形式的氯，并导致臭氧消耗。

“我们不知道是什么导致了今年的波浪动力学变弱，”纽曼说。“但我们确实知道，如果我们没有因为《蒙特利尔议定书》而停止向大气中排放氯氟烃，今年北极的枯竭情况会严重得多。”

自2000年以来，大气中氯氟化碳和其他人造消耗臭氧物质的含量已明显下降，并将继续下降。氯氟烃是一种寿命很长的化合物，需要几十年才能分解，科学家预计到本世纪中叶，平流层的臭氧水平将恢复到1980年的水平。

美国国家航空航天局的研究人员更喜欢用“损耗”这个词，而不是北极，因为尽管臭氧层今年创历史新低，但臭氧损失仍远低于南半球春季9月和10月在南极洲上空出现的臭氧“空洞”。相比之下，南极洲上空的臭氧水平通常会下降到120多布森单位左右。

美国国家航空航天局与美国国家海洋和大气管理局一起，使用卫星监测平流层臭氧，包括美国国家航空航天局的Aura卫星、美国国家海洋和大气管理局的Suomi国家极轨伙伴关系卫星和美国国家海洋和大气管理局的联合极轨卫星系统NOAA-20。Aura卫星上的微波边缘测深仪也能估算出平流层中破坏臭氧的氯的水平。