Многочисленные измерения малых составляющих атмосферы, таких как ClO, BrO, NO, H₂O, N₂O, в пределах антарктической весенней озонной дыры (или, другими словами, в пределах западного полярного стратосферного вихря) свидетельствуют о том, что в этой области химический состав значительно отличается от состава в других регионах, в частности в средних широтах. Это относится и к Н₂О, и к хлорным и азотным составляющим.

Правомочным является вопрос, почему озонная дыра наблюдается весной в Антарктике и не наблюдается в Арктике. Как известно, озон в стратосфере образуется под действием солнечного излучения. В смысле солнечного излучения нет каких-либо различий в Арктике и Антарктике. Поэтому причину особого поведения озона в Антарктике надо искать в другом, а именно в самой атмосфере. Как мы уже знаем, на количество озона в приполярной области весной оказывает влияние полярный стратосферный вихрь. Он связан с особым распределением по широте стратосферной температуры.

Дело в том, что нижняя стратосфера южного полушария принципиально отличается от таковой в северном полушарии. Сильная зональная симметрия поверхностных условий в южном полушарии вызывает циркуляцию, которая намного более симметрична, нежели в северном полушарии. Она не разрушается под действием планетарных волн. Поэтому в южном полушарии воздух внутри полярного стратосферного вихря остается очень холодным и изолированным от воздушных масс других широт. Таким образом, особые метеорологические условия Антарктики в конце зимы и в начале весны способствуют образованию озонной дыры. Только «способствуют» потому, что озон разрушается хлорными примесями атмосферы, которые поступают сюда благодаря человеческой деятельности.

В Арктике, в отличие от Антарктики, такого стабильного, долго существующего стратосферного вихря нет. Его нет потому, что нет соответствующего распределения стратосферной температуры, а главное, нет столь низких температур, как в стратосфере Антарктики.

В южном полушарии нагрев атмосферы солнечным излучением играет более важную роль в сезонном изменении температуры и динамики атмосферы, нежели в северном полушарии. Это обусловлено тем, что в северном полушарии температура сохраняется выше этого значения, которое соответствует радиационному равновесию. Это возможно вследствие действия планетарных волн.

Раз в Арктике нет полярного устойчивого стратосферного вихря, то и нет препятствия на пути богатого озоном воздуха, который движется от средних широт к полярному региону. Этот воздух и приносит арктической весной долгожданный после зимы озон, и мы наблюдаем в Арктике весенний максимум количества озона в стратосфере. Таким образом, различие в изменении общего содержания озона в продолжение года в Арктике и Антарктике обусловлено разницей в сроках существования, а также интенсивности зимних стратосферных полярных вихрей в южном и северном полушариях.

Таким образом, потепление стратосферы весной в Арктике протекает не так, как в Антарктике. Зимой в Арктике очаг холода с температурами — 60–65^оС располагается на высотах 15–30 км. Это по данным канадской станции Резольют-Бей. Летом очаг тепла в стратосфере распространяется сверху вниз, из верхней стратосферы в ее нижние слои. По мере этого распространения очаг тепла постепенно теряет свою интенсивность. Кроме того, он существенным образом деформируется и в нижней стратосфере. На высотах 10–17 км формируются отдельные прослойки с более высокой температурой. От них тепло распространяется к соседним с ними слоям. Это происходит при освещении атмосферы на этих уровнях солнечным излучением. В этих прослойках температура выше потому, что там больше озона, который и аккумулирует энергию солнечного излучения, поглощая ее.