Не надо сравнивать азот, чья молекулярная масса примерно равна массе воздуха и хлоросодержащие соединения (один атом хлора весит 35,5 грам на моль, воздух 29, азот - 28), когда речь идёт о десятках километров то распределение по молекулярным массам очень выражено. Во-вторых, а какие воздушные потоки? Цислоны заканчиваются в средних широтах на 12 км, ну максимум они могут достигнуть 20 у экватера, а озон то расположен выше.
По поводу диффузии скажу так. МКТ говорит что атом хлора при 300 кельвинах сам может подняться только на высоту 10750 метров. То есть даже до двадцати километров не достаёт один атом хлора не говоря уже о соединениях этого элемента.