Đôi khi vào mùa đông, sau khi hoàng hôn hoặc trước khi bình minh, những đám mây mờ với màu sắc sinh động có thể hình thành trên nền trời hoàng hôn tối.
Loại mây hiếm đó được gọi là “ mây xà cừ” hay “đám mây xà cừ” hay mây tầng bình lưu vùng cực (viết tắt: PSC), và chỉ có thể được nhìn thấy từ các vùng vĩ độ cao như Iceland, Alaska, Bắc Canada, các nước Bắc Âu và Nam Cực.
Những người dân Bắc Âu gọi mây xà cừ là “mẹ của ngọc trai” vì màu sắc óng ánh ngoạn mục của nó. Được mô tả là “một trong những đám mây đẹp nhất”, mây xà cừ cũng là yếu tố phá hoại hàng đầu bầu không khí của chúng ta. Sự hiện diện của nó hỗ trợ các phản ứng hóa học phân hủy tầng ozone - lá chắn cần thiết để bảo vệ chúng ta khỏi các tia có hại của mặt trời.
Mây xà cừ được hình thành ở độ cao rất cao, trong tầng bình lưu thấp tại độ cao 70.000 feet trở lên. Để so sánh, một trong số những đám mây cao nhất trong tầng đối lưu có trần cao khoảng 40.000 feet.
Mây thường không hình thành trong tầng bình lưu vì không có đủ độ ẩm. Nhưng những đám mây xà cừ lại hoàn toàn ngược lại, nó không phải tích tụ từ những giọt nước, mà là một hỗn hợp tự nhiên gồm nước và axit nitric đến từ các nguồn khí thải công nghiệp.
Nhiều thập kỷ trước, chúng ta bắt đầu sử dụng các chất như chlorofluorocarbon (CFC) trong bình xịt và nhiệt lạnh. Những hóa chất này đã bị loại bỏ, nhưng vẫn tồn tại đến ngày nay. CFC mất vài năm để bốc hơi thông qua tầng đối lưu cho đến khi chúng đạt đến tầng bình lưu, nơi chúng bắt đầu bị phân hủy bởi ánh sáng cực tím để sản xuất nguyên tử clo tự do. Các ion clorua từ đó sẽ phá hủy tầng ozone.
Nhưng trong những tháng mùa đông kèo dài ở các vùng cực, nơi có ít ánh sáng mặt trời, nhiệt độ trở nên lạnh lẽo trong tầng bình lưu khiến cho những đám mây xà cừ bắt đầu hình thành mặc dù không khí rất khô.
Những đám mây xà cừ tạo ra các tinh thể đông lạnh của nước, axit nitric và axit sunfuric đôi khi, cung cấp một bề mặt lý tưởng cho các phản ứng hóa học xảy ra để giải phóng các nguyên tử clo tự do trở lại không khí.
Sự hiện diện của ánh sáng mặt trời là điều cần thiết để cân bằng, vì vậy điều này chỉ xảy ra trong mùa xuân khi trở về, khi ánh sáng mặt trời đến các vùng cực, và ánh sáng tia cực tím sẽ phá vỡ các liên kết giữa các nguyên tử clo. Quá trình này chỉ có thể dừng lại một khi những đám mây xà cừ bị phá hủy bởi các luồng không khí từ vĩ độ thấp.
Phản ứng hóa học như vậy không thể xảy ra bất cứ nơi nào khác trong khí quyển. Đây là lý do tại sao kích thước lỗ hổng tầng ozone ở các vùng cực thường lớn hơn so với những nơi khác. Ngoài ra, những đám mây xà cừ thường xuất hiện hơn ở Nam bán cầu. Do đó, tầng ozone cạn kiệt ở cực nam hơn so với cực bắc.
