气候研究人员观察到，保护性臭氧层变薄的同时，天气异常也随之出现。
只有当平流层温度足够低、极地涡旋足够强时，臭氧才会被破坏；平流层位于地面上方约30至50公里处。
春季，北欧、中欧和俄罗斯等地会受到天气异常的影响。
大多数气候模型只考虑物理因素，不考虑平流层臭氧含量的变化
研究表明，北极上空的臭氧消耗会引发天气异常。
许多人都知道南极上空的臭氧层空洞，但较少有人知道，北极上空平流层中的保护性臭氧也会偶尔遭到破坏，导致当地臭氧层变薄。上一次发生这种情况是在2020年春季，再上一次则是在2011年春季。
每当臭氧层变薄，气候研究人员随后都会观察到天气异常遍及整个北半球。
在中欧和北欧、俄罗斯，尤其是西伯利亚，那些春季都异常温暖且干燥。然而，在极地等其他地区，潮湿天气则占主导地位。2020年的天气异常尤为显著。
平流层臭氧遭到破坏与观测到的天气异常之间是否存在因果关系，是气候研究领域争论的问题。冬季形成、春季消散的平流层极地涡旋也发挥着作用。迄今研究这一现象的科学家得出了相互矛盾的结果和不同结论。
发表于《自然·地球科学》的新发现或可澄清这一问题。
为探明是否存在因果关系，研究人员开展了模拟，将臭氧消耗纳入两种不同的气候模型。大多数气候模型只考虑物理因素，不考虑平流层臭氧含量的变化，部分原因是纳入这些变化需要更强大的计算能力。
但新的计算结果清楚表明：2011年和2020年北半球观测到的天气异常，主要是由北极上空的臭氧消耗造成的。研究人员使用两种模型进行的模拟结果，与这两年的观测数据大体吻合，也与另外八次用于比较的类似事件相符。然而，当科学家在模型中“关闭”臭氧破坏过程后，便无法再现这些结果。
苏黎世联邦理工学院大气与气候科学研究所研究员、论文共同作者加布里埃尔·基奥多说：“从科学角度看，最令我们惊讶的是，尽管用于模拟的模型截然不同，却得出了相似的结果。”
研究人员此次研究的这一现象始于平流层中的臭氧消耗。要使平流层中的臭氧分解，北极的温度必须非常低。博士生玛丽娜·弗里德尔指出：“只有当平流层温度足够低、极地涡旋足够强时，臭氧才会被破坏；平流层位于地面上方约30至50公里处。”
通常，臭氧会吸收太阳发出的紫外线辐射，从而使平流层升温，并帮助极地涡旋在春季消散。但如果臭氧减少，平流层就会降温，涡旋也会增强。基奥多说：“强大的极地涡旋随后会在地表产生我们观测到的影响。”因此，臭氧在北极周边的温度和环流变化中发挥着重要作用。
这些新发现有助于气候研究人员今后更准确地预测季节性天气和气候变化。基奥多说，这将有助于更好地预测高温和气温变化，“这对农业很重要”。
弗里德尔补充说：“观测并模拟臭氧层未来的演变将很有意思。”尽管自1989年以来，氯氟烃（CFCs）等消耗臭氧层物质已被禁用，臭氧消耗仍在继续。CFCs的存留时间很长，会在大气中停留50至100年；即使停止使用后数十年，它们仍可能造成臭氧破坏。她说：“不过，CFC浓度正在稳步下降，这引出了一个问题：臭氧层恢复得有多快？这又会如何影响气候系统？”
