关于南极臭氧层空洞，自人类几十年前首次发现至今，已成为人们的科学常识之一。然而，这一重大发现提出之初，遭到的却是大气科学界乃至更多领域学者的一片质疑之声。
1985年5月16日，英国科学家法曼和同事将发现南极臭氧层空洞的论文发表在《自然》杂志上。当时，国际地学界处于一种平静期，这篇论文就像在平静的环流中突然生成的活力无比的气旋，搅乱已经建立起的秩序。
学界提出质疑当然不是没有原因的。一方面，人们早就注意到大气臭氧层和人类活动可能存在的关系，因此对臭氧层的观测，特别是判断臭氧含量是否在下降一直在关注。科学家致力于对平流层环流和化学过程进行研究，并用建立的模式模拟臭氧的变化。但是这些主要由日光驱动的平流层化学反应的模式，都没有指出在南极会出现臭氧层异常。当时的数值模式模拟结果显示，人类活动带来的臭氧减少可能仅为2%至3%，这样小的比例甚至很难被发现。而且，那时人们普遍认为，人类活动对臭氧层的影响理应首先在热带的白天体现出来，极地被排在第二位，甚至被看作是化学反应的惰性区域。
另一方面，法曼的观测数据仅来源于英国的南极哈雷湾站也引起了质疑。当时世界上有200多个臭氧探测站，仅南极就有17个站。这些站大多在1957年至1958年国际地球物理年后建立起来，累计观测时间较长，如果臭氧含量显著下降，不该也不会仅有一个站记录到数据。更匪夷所思的是，当时人类已经进入卫星大气探测时代，NASA（美国国家航空航天局）的卫星早就开始了全球臭氧观测，因此普遍认为：关于臭氧层变化最早、最权威和最全面的信息，难道不该出自那里吗？
在这些议论中，最有分量的质疑声是：既然论文给出的数据说明南极臭氧在春季的减少早在1977年就出现了，为什么8年后才发表文章？作为一种变化趋势的揭示和分析，如果臭氧仅仅是在南极，在春季，突然在1976年或1977年开始减少，那么资料累积到1980年就基本可以确认，早就可以发表的文章为什么耽搁了这么长时间？
面对诸多质疑，论文第一作者法曼并没有过多辩解。而日后的发展证明了他的理论的正确性。1986年，NASA发表的基于卫星观测得到的南极春季臭氧减少的论文，令很多质疑者转而喝彩，后来逐渐揭晓的臭氧层空洞发现细节，则带给科技界更多的思考。
在国际地球物理年掀起的全球地面臭氧观测站网建设热潮，不久后就逐渐冷却，很多站无法得到资金保障，只能间歇、不定期地报告臭氧观测结果。虽然这一情况在20世纪70年代初有所好转，但在南极地区，臭氧观测站大多在南极圈以外，高纬度站除了英国哈雷湾站以外，法国迪蒙·迪维尔站那时正处于关闭状态，苏联南极站因恶劣天气也处于找寻新站址的不稳定期，美国位于南极点的南极站每每在关键时刻出现仪器问题。“战友”纷纷掉队使得英国哈雷湾站的臭氧观测数据成为珍贵的证据。
在卫星观测臭氧方面，虽然那时卫星每天可以收集来自全球的大约14万个观测数据，但计算机数据处理的水平相对低下，卫星臭氧观测数据先要经过质量控制处理，之后被记录到数据磁带上，交给感兴趣的科学家进一步处理。由于那时还没有可以快速生成全球臭氧分布图的软件，获取的数据磁带大多被堆积在资料库里。
在南极其他站以及卫星观测过程中发生的情况，同样也发生在英国哈雷湾站。站上的臭氧观测仪在冬季需要盖上羽绒被才能勉强工作，观测数据出现问题似乎很正常。另一方面，在所获的大量资料中，臭氧资料也并不为英国南极局所重视，从观测得出数据，到进入计算机分析、归档，存在5年至7年的漫长“滞后期”，即南极臭氧观测资料在运回英国本土数年后，才会被集中处理。
1981年，一批积累了好几年的南极臭氧观测原始资料被送入计算机，按程序进行处理和分析。而这个批次的资料，覆盖了南极臭氧最初开始减少的关键年份。因此，已经经历数年的南极春季臭氧减少，这时才被法曼发现。但严谨的法曼很难确定南极存在臭氧层空洞的事实，他购置了新的臭氧观测仪，并带到南极。结果，第二年春季，新的仪器给出了更低的结果。法曼随后梳理了1975年以来南极各站的臭氧观测记录，发现只有哈雷湾站出现下降，其他站均未受影响。转年，他又带着团队到距离哈雷湾站西北1000英里的地方进行观测，同样发现了臭氧减少。这坚定了他将观测事实发表出来的信念。1984年12月24日，这篇并不算长的论文送达《自然》编辑部，后者于1985年5月16日刊出，在经历了质疑、争论后，让全世界的目光投向了破损的臭氧层。
1995年，《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》出台，自此，保护臭氧层成为全人类的共同事业。转眼20年过去，据世界气象组织2014年发表的报告称，臭氧层经多年损耗后出现加厚现象。而这一重大成功，不能不使人想起当初险些埋没在资料库中的，那次对南极臭氧层空洞的重大发现。
