天王星上的季節變化
對天王星的氣候觀測
天王星上的季節變化至21世紀初還沒有完整的資料,因為人們對天王星大氣層的觀察還不到84年,也就是一個完整的天王星年。但已經有了一些資料,從20世紀50年代起算,光度學的觀測已經累積半個天王星年,在兩個光譜帶上的光度變化已經呈現了規律性的變化,最大值出現在至點,最小值出現在晝夜平分點。
在2004年秋天的短暫時期,天王星上出現了與海王星相似的一大片雲塊,觀察到229米/秒(824千米/小時)的破紀錄風速, 和被稱為“7月4日煙火”的大風暴。
在2006年8月23日,太空科學學院的研究員和威斯康辛大學的科學家觀察到天王星表麵有一個大黑斑,讓天文學家對天王星大氣層的活動有了更多的了解。雖然還不是完全了解為什麼會突然發生活動的高潮,但是它體現了天王星極度傾斜的自轉軸所帶來的季節性的氣候變化情況。
對天王星的季節分析
從1960年開始的微波觀測,深入到天王星對流層的內部,也得到相似的周期變化,最大值也在至點。
從20世紀年代開始對平流層進行的溫度測量也顯示最大值出現在1986年的至日附近。多數的變化相信與可觀察到的幾何變化相關,天王星是一個扁圓球體,使得從地理上的極點方向可以看見的區域變得較大,這就是在至日的時候亮度較大的原因。
天王星的反照率在子午圈的附近也比較強。例如,天王星南半球的極區比赤道地帶明亮。另一方麵,微波的光譜觀測數據,也證明兩極地區比較明亮,同時也知道平流層在極區的溫度比赤 道地帶低。
所以,天王星上季節性的變化可能是這樣發生的:極區,在可見光和微波的光譜下都是明亮的,而在至點接近時看起來更加明亮;黑暗的赤道區,主要是在晝夜平分點附近的時期,看起來更為黑暗。
另外,對至點的掩星觀測結果顯示赤道的平流層溫度較高。有相同的理由相信天王星物理性的季節變化也在發生。
當南極區域變得明亮時,北極相對地呈現黑暗,這與上述概要性的季節變化模型是不符合的。
在1944年抵達北半球的至點之前,天王星出現升高的亮度,顯示北極不是永遠黑暗的。
這個現象暗示可以看見的極區在至日之前開始變亮,並且在晝夜平分點之後開始變暗。顯示亮度的變化周期在至點的附近不是完全對稱,這也顯示出在子午圈上反照率變化的模式。
另外,一些微波的數據也顯示在1986年至日之後,極區和赤道的對比增強了。
對天王星的季節研究
在20世紀90年代,在天王星離開至點的時期,哈勃太空望遠鏡和地基的望遠鏡顯示南極冠出現可以察覺的變暗,同時,北半 球的活動也證實是增強了,例如雲彩的形成和更強的風,支持期望的亮度增加應該很快就會開始。異常的極和南半球明亮的“衣領”,被期望在行星的北半球出現。
物理變化的機製還不是很
清楚,在接近夏天和冬天的至點,天王星的一個半球沐浴在陽光之下,另一個半球則對向幽暗的深空。照亮半球的陽光,被認為會造成對流層局部的增厚,結果是形成數層的甲烷雲和陰霾。
在緯度45度的明亮“衣領”也與甲烷雲有所關聯。在南半球極區的其他變化,也可以用低層雲的變化來解釋。
來自天王星微波發射譜線上的變化,或許是在對流層深處的循環變化造成的,因為厚實的極區雲彩和陰霾可能會阻礙對流。